إنديوم

الإنديوم الثلاثي

ومن جهة أخرى، يتشكّل محلول هيدروكسيد الإنديوم الثلاثي In(OH)3 من تفاعل الأكسيد الثلاثي مع الماء، وهو مركّب مُذَبذَب، إذ يستطيع هيدروكسيد الإنديوم الثلاثي التفاعل مع القواعد والقلويّات ليشكّل أملاح ، ومع الأحماض ليشكّل أملاح الإنديوم الثلاثي الموافقة. تعدّ مركّبات كالكوجينيدات من مركّبات الإنديوم الثلاثي المعروفة، إذ تُعرَف مركّبات الكبريتيد In2S3 والسيلينيد In2Se3 والتيلوريد In2Te3. كما تُعرَف كذلك جميع مركّبات الهاليدات الثلاثية من الفلوريد InF3 والكلوريد InCl3 والبروميد InBr3 واليوديد InI3. يكون مركّبا الكلوريد والبروميد عديمي اللون، أمّا اليوديد فهو أصفر؛ ولها خواص قريبة من أحماض لويس ، وهي شبيهة إلى حدّ ما لمركّبات ثلاثي هاليدات الألومنيوم. أمّا مركّب الفلوريد فله بنية بوليميرية. يتفاعل الإنديوم بشكلٍ مباشر عند درجات حرارة مرتفعة مع عناصر مجموعة النتروجين (نكتوجينات ) وتنتج مركّبات شبه موصلة، والتي تكون حسّاسة للهواء. من الأمثلة على هذه المركّبات كلّ من النتريد InN، والذي يتفاعل بشكلٍ مباشرٍ مع الأحماض والقلويّات.؛ وكذلك مركّبا االفوسفيد InP والزرنيخيد InAs؛ وهما مركّبان لهما أهمّيّة في تقانة النانو، وخاصّةً في تشكيل الأسلاك النانوية والمتميّزة بأنّها ذات ضيائية متباينة الخواص .

إضافةً إلى ذلك، يتشكّل أكسيد الإنديوم الثلاثي In2O3 عند احتراق فلزّ الإنديوم بأكسجين الهواء، أو عند تسخين ملح الهيدروكسيد أو النترات. يتبنّى هذا الأكسيد بنية مشابهة لبنية أكسيد الألومنيوم (الألومينا). وهو يُستخدَم بشكلٍ أساسيّ من أجل تحضير أكسيد الإنديوم والقصدير ، وهو أكسيد مختلط له تطبيقات عملية متعدّدة. من الأكاسيد المختلطة الأخرى للإنديوم مركّب أزرق الإتريوم والإنديوم والمنغنيز ، وهو خضاب ذو لون أزرق زاهٍ، والذي اكتشف لأوّل مرّة في سنة 2009.

الخواص الكيميائية

وفي هذا السياق، يقع الإنديوم في الجدول الدوري في مجموعة البورون وهو يشبه في خواصّه الكيميائية مجاورَيه الغاليوم والثاليوم. تحوي ذرّة الإنديوم 49 إلكتروناً ولها توزيع إلكتروني ينتهي بثلاثة إلكترونات في غلاف التكافؤ 5s25p1، لذلك فإنّ حالة الأكسدة الشائعة للإنديوم هي +3، والتي يتخلّى فيها الإنديوم عن الإلكترونات الثلاثة ليعطي مركّبات الإنديوم الثلاثي؛ ولكن في بعض الحالات لا يتخلّى عن إلكترونات s لنحصل على الإنديوم الأحادي. يتثبّت التكافؤ الأحادي للإنديوم بواسطة تأثير الزوج الخامل ، والذي تحدث فيه تآثرات كمومية نسبية تؤدّي إلى تثبيت المدار الذرّي s، وهي ظاهرة تلاحَظ كذلك في مجانسه الأثقل الثاليوم. في حين أنّ المجانس الأخفّ الغاليوم يظهر غالباً حالة الأكسدة +3 ومن النادر أن يظهر حالة الأكسدة +1. لذلك يعدّ الثاليوم الثلاثي من المؤكسدات الجيّدة، على العكس من الإنديوم الثلاثي؛ بالمقابل، يعدّ الإنديوم الأحادي من المختزلات القويّة. إنّ الطاقة اللازمة لاحتواء الإلكترونات s في الترابط الكيميائي هي الأقلّ في عنصر الإنديوم ضمن العناصر الفلزّية في المجموعة الثالثة عشر، وتتناقص طاقات الروابط نزولاً في المجموعة، وتكون الطاقة المتحرّرة في الإنديوم في تشكيل رابطتين إضافيتين والاحتفاظ بحالة الأكسدة +3 غير كافية دوماً لترجح على الطاقة اللازمة لتتضمّن الإلكترونات 5s. يتميّز أكسيد وهيدروكسيد الإنديوم الأحادي بخواصّهما القاعدية، في حين يتميّز أكسيد وهيدروكسيد الإنديوم الثلاثي بخواصّهما الحمضية.

المركبات الكيميائية

ومن جهة أخرى، الإنديوم فلزٌّ وضيع ، والذي يتفاعل عند درجات حرارة مرتفعة مع أغلب اللافلزّات. يعدّ هذا العنصر مستقرّاً في درجة حرارة الغرفة، إذ يستطيع مثلما الألومنيوم أن يشكّل طبقةً كثيفةً من الأكسيد على سطحه، والتي تقوم بدورٍ مخمّل ممّا يحميه من استمرار عملية الأكسدة. أمّا عند درجات حرارة مرتفعة فيتأكسد الإنديوم إلى أكسيد الإنديوم الثلاثي. يتفاعل الإنديوم مع أغلب الأحماض المعدنية مثل حمض الهيدروكلوريك أو حمض الكبريتيك ليشكّل الأملاح الموافقة. لا يتفاعل فلزّ الإنديوم مع الماء، وهو يتأكسد بفعل وأثر المؤكسدات القويّة مثل الهالوجينات لتتشكّل هاليدات الإنديوم الثلاثي الموافقة. لا يشكّل الإنديوم مركّبات البوريد أو السيليسيد أو الكربيد؛ في حين أنّ ثلاثي هيدريد الإنديوم InH3 لا يكون مستقرّاً إلّا في وسطٍ من الإيثر عند درجات حرارة منخفضة، عدا عن ذلك فإنّه يتبلمر بشكل تلقائي. يبدي الإنديوم خواصّاً قاعدية طفيفة في المحاليل المائية، ولكنّه لا يبدي خواصّاً مذبذبة واضحة مثل المجانسات الأخفّ الألومنيوم والغاليوم؛ فالإنديوم مثلاً لا ينحلّ في المحاليل القلوية.

النظائر

وعلى صعيد آخر، أكثر النظائر المشعّة المصطنعَة استقراراً هو النظير إنديوم-111 111In بعمر نصف تقريبي مقداره 2.8 يوم؛ أمّا باقي تلك النظائر فلها أعمار نصف أقلّ من خمس ساعات. للإنديوم كذلك عددٌ معتبرٌ من المصاوغات النووية شبه المستقرّة ، الأكثر استقراراً من ضمنها هو 114mIn بعمر نصف مقداره 49.51 يوم. يكون نمط الاضمحلال بالنسبة للنظائر الأخفّ من 113In بشكل سائدٍ على هيئة التقاط إلكترون أو انبعاث البوزيترون لتتشكّل نظائر الكادميوم الموافقة؛ أمّا نمط الاضمحلال بالنسبة للنظائر الأثقل من 113In فيكون بشكل سائد على هيئة اضمحلال بيتّا إلى نظائر القصدير الموافقة.

من جانب آخر، للإنديوم 39 نظيراً معروفاً تتراوح الكتل الذرّية لها بين 97 إلى 135 وحدة كتل ذرّيّة؛ اثنان منهما فقط نظيران موجودان طبيعياً على هيئة نويدات ابتدائية ، وهما إنديوم-113 113In، وهو النظير المستقرّ الوحيد؛ وكذلك إنديوم-115 115In وهو نظير مشعّ، إلّا أنّ عمر النصف مقداره وهو بذلك أكبر بأربع مراتب من عمر الكون الافتراضي، بالتالي يمكن اعتباره نظير مستقرّ عمليّاً. إنّ عمر النصف للنظير إنديوم-115 طويل جدّاً، لأنّ اضمحلال النشاط الإشعاعي وفق النمط بيتّا إلى النظير قصدير-115 115Sn وفق قواعد الاختيار في الفيزياء الذرّية. يشكّل النظير إنديوم-115 ما يقارب 95.7% من الإنديوم الموجود في الطبيعة، في حين أنّ النظير إنديوم-113 يشكّل 4.3% فقط؛ بالتالي، فإنّ الإنديوم هو واحدٌ من ثلاثة عناصر معروفة (إلى جانب التيلوريوم والرينيوم) والتي تكون نظائرها المستقرّة أقلّ وفرةً طبيعيةً من النظير الابتدائي المشعّ.

التحليل الكيميائي

كذلك، من الممكن إجراء الكشف الكيميائي التحليلي للإنديوم باستخدام وسائل تقليدية وذلك بترسيبه من محلوله في حمض الخليك باستخدام كاشف 8-هيدروكسي كينولين . كما يمكن استخدام أسلوب اختبار اللهب أو وسائل التحليل الآلي الحديثة مثل فلورية الأشعة السينية أو مطيافية الكتلة .

التاريخ وأصل التسمية

وفي السياق ذاته، أطلق العالمان تسمية «إنديوم» على هذا العنصر الجديد، وذلك نسبةً إلى كلمة في اللغات الأوروبية، والتي تعني اللون الأزرق النيلي إشارةً إلى لون الخطّ الطيفي لهذا العنصر؛ وتلك الكلمة مشتقّة بدورها من الكلمة اللاتينية إشارةً إلى الهند؛ نظرًا لكون الصبغة النيلية كانت تصدر إلى أوروبا من الهند. تابع ريختر أعماله في هذا المشروع، وتمكّن في النهاية من عزل هذا العنصر أوّل مرّة في سنة 1864. قام العالم كليمنس فنكلر باستكمال الأبحاث عن هذا العنصر وتحديد عددٍ من الخواص مثل الوزن الذرّي والكثافة ونقطة الانصهار لهذا العنصر. عُرضَت صبّة من الإنديوم وزنها نصف كيلوغرام في معرض باريس العالمي سنة 1867. لم تنتشر التطبيقات العمليّة لهذا العنصر إلا بعد الربع الأول من القرن العشرين.

ومن جهة أخرى، اكتشف العالمان الألمانيّان فرديناند رايخ وتيودور ريختر هذا العنصر في سنة 1863 أثناء إجرائهما تجاربَ في جامعة فرايبرغ التقنية على خامات مستخرَجة من مناجم في محيط مدينة فرايبرغ . بدأت عملية الاكتشاف بإذابة معادن متعدّدة في حمض الهيدروكلوريك شملت بيريت وأرسينوبيريت وغالينا وسفاليريت ؛ إذ كان لدى العالمين معلومات أنّ الخامات المُستخرَجة من تلك المنطقة قد تحوي في بعض الأحيان على عنصر الثاليوم. والذي كان يساعد على كشفه الخطّ الطيفي الأخضر المميّز في طيف الانبعاث . كان رايخ مصاباً بعمى الألوان لذلك وظّف ريختر مساعداً من أجل الكشف عن الخطوط الطيفية الملوّنة بالوسائل التحليلية المطيافية. ولكنّهما بدلاً من ذلك وجدا في العيّنات المُستخرَجة خطّاً طيفياً ذا لون أزرق نيلي مميّز، لم يَسبُق أن لوحظ من قبل في أطياف العناصر الكيميائية المعروفة آنذاك، لذلك افترضا أنّهما قد اكتشفا عنصراً جديداً في المعادن التي أجريا التجارب عليها.

الوفرة الطبيعية

الإنديوم الأحادي

وعلى صعيد آخر، لا تعدّ مركّبات الإنديوم الأحادي من المركّبات الشائعة لهذا العنصر، ويُعرَف منها بالرغم من ذلك كلّ من مركّبات الكلوريد InCl والبروميد InBr واليوديد InI؛ وجميعها مركّبات ملوّنة على العكس من مركّبات الهاليد الثلاثي التي تُحضّر منها. من جهةٍ أخرى، لا يعدّ الفلوريد الأحادي من المركّبات المستقرّة، إذ يوجد على هيئة غاز غير مستقرّ. من الممكن أن يُستحصَل على عند التفكّك الحراري لأكسيد الإنديوم الثلاثي عند تسخينه لدرجات حرارة تتجاوز 700 °س.

الاستخدامات

في هذا الإطار، يتميّز الإنديوم بارتفاع قيمة المقطع النيوتروني للنيوترونات الحرارية ممّا يسهّل من التقاطها ؛ بالتالي يدخل في تركيب السبائك المستعملة في تصنيع قضبان التحكّم في المفاعلات النووية. كما يُستخدّم نظيرا الإنديوم 113In و115In في مجال الهندسة النووية من أجل تحديد المقدار الكمّي لتدفّق النيوترونات . يُستخدَم نظير الإنديوم 111In (بكمّيّات صغيرة) في اختبارات الطبّ النووي على هيئة قائفة مشعّة من أجل تتبّع حركة البروتينات الموسومة في خلايا الدمّ البيضاء مثلًا من أجل تشخيص أنواع مختلفة من العدوى؛ كما يضاف كذلك إلى مشابهات هرمونات النمو مثل أوكتريوتيد من أجل الكشف عن مستقبلات هرمونات النمو.

• طالع كذلك
• رئة الإنديوم
• الهوامش
• مصطلحات

كذلك، تدخل مركّبات الإنديوم الكيميائية في تطبيقات عديدة في صناعة أشباه الموصلات، وذلك إمّا على هيئة مركّب عضوي فلزّي مثل ثلاثي ميثيل الإنديوم (TMI)، والذي يُستخدَم عامل إشابة في أشباه الموصلات من النمط II–VI ؛ أو بشكلٍ أوسع على هيئة مركّباته اللاعضوية مثل مركّب الفوسفيد، وكذلك مركّبا الإثميد والزرنيخيد، واللذان يُستخدَمان في الترانزستورات العاملة في درجة الحرارة المنخفضة . كما يدخل كذلك عنصر الغاليوم في تركيب أشباه موصلات مشتركة، مثل نتريد الإنديوم والغاليوم InGaN وفوسفيد الإنديوم والغاليوم InGaP المستعملان في تركيب الثنائيات الباعثة للضوء والثنائيات الليزرية . في مجال الألواح الضوئية يدخل الإنديوم كذلك في تركيب سيلينيد النحاس والإنديوم والغاليوم المستخدّمة في ترانزستورات خلية سيلينيد النحاس والإنديوم والغاليوم الشمسية ، وهي نوع من الجيل الثاني لرقائق الخلايا الشمسية . كما يدخل الإنديوم في تركيب الترانزستور ثنائي القطب ؛ وعند لحم الإنديوم مع الجرمانيوم عند درجات حرارة منخفضة، لا يتسبّب الأوّل بإجهاد على الأخير.

وفي هذا الصدد، للإنديوم الكثير من التطبيقات الراهنة والتاريخية، إذ يُستخدَم حاليّاً بشكلٍ أساسيّ من أجل تحضير أكسيد الإنديوم والقصدير المستخدّم في إنتاج الشاشات المسطّحة؛ كما يُستخدَم فلزّ الإنديوم بشكلٍ واسع في صناعة أشباه الموصلات؛ وله كذلك عددٌ من التطبيقات الطبّيّة. سابقاً كان الإنديوم مستعملاً بشكلٍ أوسع في تركيب السبائك من أجل تثبيت استقرار السبائك اللاحديدية؛ وللوقاية من التآكل.

وفي هذا الصدد، تستعمل أسلاك الإنديوم في تركيب الحشْيَات من أجل إحكام الإغلاق في التطبيقات المتعلّقة بالتبريد العميق وأنظمة التفريغ الفائقة . وبسبب لدونتها وسهولة التصاقها على الأسطح المعدنية تُستخدَم صفائح من الإنديوم في بعض الأحيان من أجل في دارات الموجات الميكروية ووصلات الدليل الموجي عندما تكون عمليات اللحام التقليدية صعبة التنفيذ. يدخل الإنديوم في تشكيل السبائك مع عددٍ من العناصر من البزموت والكادميوم والرصاص والقصدير؛ والمتميّزة بانخفاض نقطة انصهارها نسبياً، والمستخدَمة في بعض الأحيان في أنظمة مرشّات الحريق والمنظّمات الحرارية . علاوةً على ذلك، يعدّ الإنديوم مكوّناً في سبيكة غالينستان سهلة الانصهار، والتي يمكن أن تحلّ محلّ الزئبق في عددٍ من التطبيقات. كما يُستخدَم الإنديوم بديلاً ممكناً للزئبق كذلك في تطبيقات أخرى، مثل البطّاريات القلوية من أجل منع تآكل الزنك والحيلولة دون إطلاق غاز الهيدروجين؛ كما يضاف الإنديوم إلى الزئبق في حشوات الملغم السنّيّة للتقليل من التعرّض للزئبق ولسهولة التشكيل.

في هذا الإطار، مع اكتشاف الخواص المميّزة شبه الموصلة في أواسط ثمانينيّات القرن العشرين لعددٍ من مركّبات الإنديوم مثل فوسفيد الإنديوم الثلاثي وأكسيد الإنديوم والقصدير وتطبيقاتها العمليّة في إنتاج شاشات عرض البلّورة السائلة (LCD) ازدادت نسبة إنتاج الإنديوم عالمياً لصالح هذا المجال الصناعي؛ بشكلٍ أصبحت هذه التطبيقات الاستخدام الأكبر لهذا العنصر. يُستخدَم أكسيد الإنديوم الثلاثي وأكسيد الإنديوم والقصدير (ITO) على هيئة طبقة غشائية رقيقة شفافة وموصلة كهربائياً على ركائز من الزجاج في اللوحات ذات الضيائية الكهربائية . كما يُستخدَم أكسيد الإنديوم والقصدير مرشحاً ضوئياً في مصابيح بخار الصوديوم منخفضة الضغط ، إذ تنعكس الأشعّة تحت الحمراء إلى المصباح، ممّا يؤدّي إلى ازدياد درجة الحرارة، بالتالي إلى ازدياد كفاءة أداء المصباح.

المخاطر

من جانب آخر، لا يوجد للإنديوم أهميّة حيوية، ولا يصنّف ضمن العناصر المعدنية الغذائية لأيّ من الكائنات الحيّة. بشكلٍ مشابهٍ لأملاح الألومنيوم، فيمكن لأيونات الإنديوم الثلاثي أن تكون سامّة للكلى عند حقنها في الأجسام. تمتدّ الآثار الضائرة لبعض مركّبات الإنديوم، فمثلًا، يمكن لمركّبي أكسيد الإنديوم والقصدير وفوسفيد الإنديوم أن يسبّبا الأذى للجهاز التنفسي والجهاز المناعي. رغم أن الحَقْن أكثر سمّيّة بحوالي أربعين مرّة، بالنظر إلى كمّيّة الإنديوم المُتعرَّض لها. إذ أظهرت التجارب على الجرذان والأرانب عند حقنها بأيونات الإنديوم بأنّها سامّة للأجنّة وماسخة . أدّى حقن حيوانات التجارب بكلوريد الإنديوم الثلاثي إلى عيوب وتشوّهات خُلُقية مثل الشفة المشقوقة والحنك المشقوق وقلّة الأصابع . من جهةٍ أخرى، يمثّل مركّب نترات الإنديوم خطراً بيئيّاً على الكائنات الحيّة المائية. لا تمتصّ مركّبات الإنديوم بشكلٍ مباشرٍ عند الابتلاع، وتمتصّ بشكلٍ ضعيفٍ عند الاستنشاق، وتُختّزن بشكلٍ مؤقّت في العضلات وتحت الجلد وفي العظام قبل طرحها من الجسم؛ وتبلغ قيمة عمر النصف الحيوي للإنديوم مقدار أسبوعين بالنسبة للبشر.

ومن ناحية أخرى، يمكن أن يتعرّض الإنسان إلى الإنديوم في مكان العمل، لذا فهو يمثّل واحداً من الأخطار المهنية عبر التنفّس أو الابتلاع أو التلامس أو التماس مع العين. يؤدّي التعرّض إلى أبخرة وجسيمات الإنديوم بالتسبّب بمرض تنفسّي يدعى «رئة الإنديوم» ، ما يميّزه حدوث داء بروتيني سنخي رئوي وتليّف رئوي ، وكان الباحثون اليابانيون أوّل من وصفوه في سنة 2003؛ ووُثّقت الكثير من حالات الإصابة بتلك الاضطرابات التنفسيّة منذ الاكتشاف. حدّد المعهد القومي للسلامة والصحّة المهنيّة في الولايات المتّحدة قيمة حدّ التعرّض الموصى به من الإنديوم بمقدار 0.1 مغ/م ليوم عمل من ثمان ساعات.

مركبات إنديوم عضوية

ومن جهة أخرى، مركّبات الإنديوم العضوية هي مركّبات عضوية فلزّية حاوية على الرابطة الكيميائية المباشرة بين عنصري الكربون والإنديوم In–C. من الأمثلة عليها مركّب ، وهو أوّل مركّب إنديوم أحادي عضوي مُستحصَل؛ وله بنيّة على هيئة سلاسل متعرّجة ومتناوبة من ذرّات الإنديوم وحلقي البنتاديينيل. من مركّبات الإنديوم العضوية المعروفة كذلك مركّب ثلاثي ميثيل الإنديوم In(CH3)3، والمستخدَم في تحضير مواد أشباه الموصلات.

الاستخراج والإنتاج

وفي السياق ذاته، يُستحصَل على الإنديوم حصريّاً على هيئة منتج ثانوي من عمليّات استخراج ومعالجة خامات الفلزّات الأخرى، وغالباً من خامات الزنك الكبريتيدية ، مثل السفاليريت. كما تُستخرَج كمّيّات صغيرة كذلك من الإنديوم من خامات النحاس. تتباين العملية الدقيقة أثناء استحصال الإنديوم مع تغيّر نمط عمل المِصهَر . أثناء عمليات صهر الزنك يتراكم الإنديوم في البقايا الغنيّة بالحديد، والتي يُستخرَج منها بعدّة طرائق؛ كما يمكن أن يُسترجَع مباشرةً من المحاليل المتشكّلة أثناء العمليّة؛ إذ تعالَج المحاليل بأحماض معدنية مثل حمض الكبريتيك أو حمض الهيدروكلوريك، ثم تُطبَّق عمليّة استخلاص باستخدام كاشف فوسفات ثلاثي البوتيل أو الترسيب على شكل . فيما بعد تُجرَى عمليّات فصل لاحقة بواسطة التحليل الكهربائي ؛ إذ يوضع غالباً محلول من كلوريد الإنديوم الثلاثي في حمض الهيدروكلوريك في خليّة تحليل كهربائي بوجود أقطاب من الزئبق. وينبغي التأكّد من خلوّ الخليط من عنصر الثاليوم، الذي يتداخل مع عمليّات فصل وتنقية الإنديوم. من أجل التنقية يمكن تكرار عمليّات التحليل الكهربائي، أو استخدام تقنيّات مثل الصهر النطاقي .

نهاية العمر للمنتجات الحاوية على الإنديوم أقلّ من 1%.

وعلى صعيد آخر، نظراً للأسلوب الحصري في استحصال الإنديوم على هيئة منتج ثانوي، فإنّ ذلك يعني أن معدّل إنتاج الإنديوم مرهونٌ بكمّيّات الخامات الكبريتيدية للزنك (وأحياناً النحاس) المستخرَجة سنويّاً. تُعرَّف إمكانية الإمداد (التزويد) للمنتجات الثانوية بأنّها الكمّيّة القابلة للاستخراج اقتصادياً من المواد الحاضنة لها سنوياً مع اعتبار أوضاع السوق الحالية (فيما يخصّ السعر والتقنيّات المستعملة). في هذا السياق، تكون تقديرات الاحتياطات والمصادر لهذه الفلزّات المستخرَجة بطرائق ثانوية غير ذات صلة، لأنّه من غير الممكن استخراجها بشكلٍ مستقلٍّ عن المنتجات الرئيسية. تشير التقديرات (في العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين) أنّ الحدّ الأدنى من إمكانية التزويد من الإنديوم مقداره 1300 طن/السنة من خامات الزنك الكبريتيدية و20 طن/السنة من خامات النحاس الكبريتيدية. هذه الأرقام أكبر كثيراً من معدّلات الإنتاج المسجلّة في ذات الفترة على وجه التقريب (655 طن في سنة 2016).

إضافةً إلى ذلك، وفق بيانات سنة 2006 فقد كانت الصين الرائدة عالمياً في إنتاج الإنديوم واحتلّت المركز الأوّل بين دول العالم من حيث كمّيّة الإنتاج (290 طن)، تلتها كوريا الجنوبية (195 طن) ثمّ اليابان (70 طن) وكندا (65 طن). ازداد الطلب العالمي على الإنديوم منذ تسعينيات القرن العشرين بشكلٍ مطّردٍ مع ازدياد إنتاج شاشات عرض البلّورة السائلة لأجهزة الحواسيب والتلفاز، ممّا أدّى إلى ازدياد السعر العالمي لهذا الفلزّ. لذلك وسّعت الصين إنتاجها بشكلٍ كبيرٍ؛ فحسب بيانات هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية فقد تضاعف إنتاج الصين من الإنديوم أُسّيّاً من ما يقارب عشر أطنان في سنة 1994 إلى نحو 520 طن في سنة 2020، والكمّيّة الأخيرة شكّلت أكثر من نصف الإنتاج العالمي (56.3%) من الإنديوم. أدّت ارتفاع كفاءة عمليّات التصنيع وإعادة التدوير (خاصّةً في اليابان) إلى المحافظة على توازن بين العرض والطلب للإنديوم؛ فوفق تقديرات برنامج الأمم المتحدة للبيئة فإن معدل إعادة تدوير

الخواص الفيزيائية

من جهة ثانية، الإنديوم فلزّ ذو لون أبيض-رمادي برّاق؛ وهو قابل بشكلٍ كبيرٍ للسحب . يتميّز هذا العنصر بطراوته، إذ له صلادة مقدارها 1.2 على مقياس موس ، بحيث من الممكن قطعه بسكّين، وعند حكّه على صفيحة من الورق يترك خطّاً شبيهاً بقلم الرصاص.

وفي السياق ذاته، يشبه الإنديوم عنصرَ القصدير في إصدار صوتٍ يشبه الصرخة عند ثنيه، وهو صوت طقطقة يصدر نتيجةً لتوأمة البلّورة. من جهةٍ أخرى، يشبه الإنديوم عنصرَ الغاليوم في قابليّته على ترطيب الزجاج. مثل العنصرَين المذكورَين، فإنّ الإنديوم لديه كذلك نقطة انصهار منخفضة، والتي تبلغ 156.60 °س، وهي أعلى بقليل من تلك للغاليوم، وأخفض من تلك التي للثاليوم ومن القصدير. أمّا نقطة الغليان للإنديوم فتبلغ 2072 °س وهي أعلى من الثاليوم وأخفض من الغاليوم، وهي تعاكس النزعة العامة في الجدول الدوري، وهي تلاحظ في الفلزّات بعد الانتقالية بسبب ضعف الرابطة الفلزّية نتيجةً لقلّة عدد الإلكترونات غير المتمركزة .

وفي هذا الصدد، تبلغ كثافة الإنديوم مقدار 7.31 غ/سم3، وهي أعلى من كثافة الغاليوم ولكنّها أخفض من تلك للثاليوم. دون درجة الحرارة الحرجة 3.41 كلفن (K) يصبح الإنديوم موصلاً فائقاً . يتبلور الإنديوم وفق نظام بلّوري رباعي مركزيّ الجسم ضمن الزمرة الفراغية I4/mmm، وتكون ثوابت الشبكة البلورية a = 325 بيكومتر (pm) وc = 495 بيكومتر. وهي بذلك بنية بلّورية مشوّهة من بنية النظام البلّوري المكعّب مركزيّ الوجه ، حيث تكون كلّ ذرّة إنديوم محاطة بأربع ذرّات مجاورات على مسافة مقدارها 324 بيكومتر، وثمان أخرى على مسافة أبعد (336 بيكومتر). عند ضغوط مرتفعة تقع في مجال أعلى من 45 غيغاباسكال من الممكن أن يوجد الإنديوم في ترتيب فراغي آخر وفق نظام بلّوري معيني قائم ضمن الزمرة الفراغية Fmmm. للإنديوم انحلالية (ذوبانية) أكبر في الزئبق السائل من أيّ فلزّ آخر، إذ يستطيع أكثر 50% من الإنديوم الذوبان في الزئبق عند الدرجة 0 °س. يبدي الإنديوم خاصّية عند السحب، ووجد أنّها غير متعلّقة بالحجم أثناء الإجهاد والانضغاط . ولكن تلك الخاصّية متعلّقة بالحجم أثناء الثني والتثلّم وتكون مترافقة بمقياس طولي من مرتبة 50–100 ميكرومتر.

في الكون

وفي السياق ذاته، يعدّ النظير المستقرّ إنديوم-113 واحداً من النوى الغنيّة بالبروتون ؛ والذي لم تُحدّد معرفة نشوئه بشكلٍ وافٍ بعد. ما يُعرَف أنّه ينشأ بشكلٍ مباشرٍ من عمليّتي التقاط النيوترون البطيئة والسريعة ، وهو ناتج اضمحلال نظير الكادميوم طويل الأمد كادميوم-113، والذي لديه عمر نصف يبلغ 8 كوادريليون سنة؛ وتلك فترة طويلة لا يمكن أن تكون كافية مصدراً لكل الإنديوم-113 الموجود في الكون.

علاوةً على ذلك، يتكوّن الإنديوم وفق عملية التقاط النيوترون البطيئة في النجوم قليلة إلى متوسّطة الكتلة (في مجال يتراوح بين 0.6 إلى 10 كتلة شمسية ). عندما يلتقط النظير فضة-109 نيوتروناً فإنّه يتحوّل أوّلاً إلى فضّة-110، والذي يخضع بدوره إلى اضمحلال بيتّا ليصبح كادميوم-110، والذي يمتصّ نيوترونات عدّة ليصبح كادميوم-115، والذي يضمحلّ بدوره إلى الإنديوم-115 بواسطة اضمحلال بيتّا آخر. وذلك ما يفسّر وفرة النظائر المشعّة للإنديوم بالمقارنة مع نظائره المستقرّة.

على الأرض

ومن ناحية أخرى، بالمقابل، فإنّ الإنديوم يوجد مكوّناً بنسبٍ ضئيلة في عددٍ من الخامات الشائعة للعناصر الأخرى، مثل معدن السفاليريت ZnS وكالكوبيريت CuFeS2. هناك تقديرات مختلفة لكمّيّة الإنديوم الموجودة في خامات الفلزّات الأخرى؛ بالتالي، ونظراً لعدم وجود معادن مرتفعة التركيز من الإنديوم، فإنّ توافرية الإنديوم مرهونة جوهرياً بمعدّل استخراج خامات الفلزّات الأخرى، وليست بالكمّيّة المطلقة للإنديوم في مجموع الخامات. ولهذه المقاربة أهميّة في تقدير مدى حراجة هذا الفلزّ وأهميّته الاستراتيجية.

من جهة ثانية، لا يوجد الإنديوم على هيئة فلزّ طبيعي إلّا نادراً جداً؛ ومن المواقع النمطية التي يمكن العثور فيها عليه بذلك الشكل منطقة كراي عبر البايكال في روسيا؛ كما يُعثَر عليه في مقاطعة زيتومير في أوكرانيا، وفي ولاية طشقند في أوزبكستان. كما لا توجد الكثير من المعادن التي يدخل الإنديوم بنسبة وفيرة في تركيبها، ومن الأمثلة عليها معادن إنديت FeIn2S4 و AgInS2 و CuInS2؛ ولا توجد كمّيّات وفيرة من هذه المعادن بالشكل الكافي ليؤمّن استخراجاً مجدٍ اقتصادياً.

وفي هذا السياق، الإنديوم عنصرٌ نادرٌ نسبيّاً (نزر) في الطبيعة، وتبلغ وفرته الطبيعية في القشرة الأرضية ما يقارب 50 جزءاً في البليون ، وبذلك يقع هذا العنصر في المرتبة 68 بالنسبة لوفرة العناصر الكيميائية فيها؛ وهي وفرة طبيعية مقاربة لعناصر الفضة والبزموت والزئبق.

حالات أكسدة أخرى

من جانب آخر، من النادر أن يشكّل الإنديوم مركّبات كيميائية في حالة الأكسدة +2 أو ، وهي ملاحظة في المواد الحاوية على رابطة In–In مثل الهاليدات In2X4 و2−[In2X6]؛ وكذلك في مركّبات أخرى مثل In4Se3. تعرف كذلك مركّبات كيميائية أخرى يوجد فيها الإنديوم بحالتي الأكسدة الأحادية والثلاثية بذات الوقت، مثلما الحال في مركّبات InI6(InIIICl6)Cl3، وInI5(InIIIBr4)2(InIIIBr6)، وInIInIIIBr4.