In · Element 49 · Nachübergangsmetall
Weich genug, um auf Papier eine Spur zu hinterlassen, und der transparente Leiter in jedem Touchscreen.
Struktur
Kein Diagramm aus Punkten auf Ringen — eine Monte-Carlo-Stichprobe der tatsächlichen Wahrscheinlichkeitsdichte |ψ|² für jede besetzte Unterschale. Ziehen Sie, um die Ansicht zu drehen. Blau und Violett kennzeichnen entgegengesetzte Vorzeichen der Wellenfunktion, wodurch Bindungen möglich werden.
Gemessene Werte
Jeder Balken zeigt, wo Indium bei dieser Eigenschaft unter allen 118 Elementen steht.
Quellen: IUPAC 2021 Standard-Atomgewichte · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Werte mit ~ sind vorhergesagt und nicht gemessen.
Gleiches Element, andere Neutronenzahl
Alle Indium-Atome haben dieselbe Zahl von Protonen, 49, und unterscheiden sich nur in der Zahl der Neutronen: Diese Varianten sind die Isotope des Elements. Das häufigste, In-115, hat 66 Neutronen und macht 95,719 % des natürlichen Elements aus.
| ISOTOP | Neutronen | Natürliche Häufigkeit | Halbwertszeit | Zerfallsart |
|---|---|---|---|---|
| In-111 | 62 | — | 2,8047 Tg. | ε |
| In-113 | 64 | 4,281 % | Stabil | — |
| In-115 häufigstes | 66 | 95,719 % | 4,41 × 10¹⁴ J | β⁻ |
Hier liefert die Schul-Faustregel, gerundete Atommasse (114,818) minus Ordnungszahl, dasselbe Ergebnis: 66.
Zerfallsarten
Daten: IAEA Nuclear Data Section, LiveChart of Nuclides, Bewertungen der Grundzustände, abgerufen am 10. Oktober 2026. Die Häufigkeit ist der Anteil der Atome im natürlichen Element; ein Strich bedeutet, dass das Isotop keine natürliche Standardhäufigkeit hat.
Größe, maßstabsgetreu
Radius 167 pm — das entspricht 0,167 nm; etwa 2,99 Millionen davon nebeneinander würden einen Millimeter überspannen.
Temperaturbereich
Indium ist über einen Bereich von 1915 K flüssig, von 430 K bis 2345 K.
Wo es steht
Die Geschichte
Weich genug, um auf Papier eine Spur zu hinterlassen, und der transparente Leiter in jedem Touchscreen.
Indium wurde 1863 von den deutschen Chemikern Ferdinand Reich und Hieronymus Theodor Richter entdeckt, als sie in Zinkerzproben nach Thallium suchten. Ihre Entdeckung gelang mithilfe der damals neuen Technik der Spektroskopie, die eine unerwartete hellblaue Linie enthüllte und zur Entdeckung eines völlig neuen Elements führte.
Ferdinand Reich, Professor an der Bergakademie Freiberg in Deutschland, untersuchte Zinkerzproben aus einer örtlichen Mine und hoffte, Thallium zu finden – ein Element, das erst zwei Jahre zuvor entdeckt worden war. Reich war teilweise farbenblind und bat daher seinen Kollegen Hieronymus Richter, die entscheidenden spektroskopischen Beobachtungen durchzuführen.
Als Richter die spektroskopische Flamme des Zinkerzextrakts untersuchte, beobachtete er statt der erwarteten grünen Thalliumlinie eine leuchtend indigoblaue Linie bei einer Wellenlänge von 451 Nanometern. Diese Spektrallinie stimmte mit keinem bekannten Element überein und wies auf die Anwesenheit von etwas völlig Neuem hin. Die intensive blaue Farbe sollte dem Element später seinen Namen geben.
Reich und Richter arbeiteten systematisch daran, das unbekannte Element aus ihren Zinkerzproben zu isolieren. Sie verwendeten Fällungsreaktionen und sorgfältige chemische Trennverfahren, um die neue Substanz anzureichern. Der Prozess war schwierig, weil Indium in äußerst geringen Mengen vorhanden war – weniger als 0,01% der Erzprobe.
Nach monatelanger sorgfältiger Arbeit isolierten die beiden 1864 erfolgreich eine kleine Menge metallischen Indiums. Das Metall war silberweiß, weich genug, um wie Blei Papier zu markieren, und besaß einen relativ niedrigen Schmelzpunkt. Sie nannten es „Indium“, abgeleitet vom lateinischen „indicum“ für Indigo, nach der charakteristischen blauen Spektrallinie, die zu seiner Entdeckung geführt hatte.
Frühe Forschungen enthüllten die ungewöhnlichen Eigenschaften von Indium: Es war äußerst verformbar, hatte einen niedrigen Schmelzpunkt (157°C) und erzeugte beim Biegen ein charakteristisches „Zinngeschrei“. Chemiker stellten fest, dass es stabile Verbindungen bildete und eine Atommasse von etwa 115 besaß, wodurch es im Periodensystem zwischen Cadmium und Zinn eingeordnet wurde.
Fast ein Jahrhundert nach seiner Entdeckung blieb Indium hauptsächlich eine Laborkuriosität ohne bedeutende Anwendungen. Seine Seltenheit und die schwierige Gewinnung führten dazu, dass es vor allem von Forschern untersucht wurde, die an seinen ungewöhnlichen Eigenschaften interessiert waren. Nur wenige hätten seine spätere Bedeutung für die Technologie vorhersehen können.
Die Bedeutung von Indium nahm mit der Entwicklung der Halbleitertechnologie stark zu. Die Entdeckung, dass Indiumzinnoxid (ITO) sowohl transparent als auch elektrisch leitfähig sein kann, veränderte die Displaytechnologie grundlegend. Von den ersten experimentellen Transistoren bis zu modernen Touchscreens wurde Indium unverzichtbar für das digitale Zeitalter.
Heute ist Indium auf eine Weise für das moderne Leben von entscheidender Bedeutung, die Reich und Richter nie hätten erahnen können. Jedes Smartphone, Tablet und jeder Flachbildfernseher ist für sein Display auf Indium angewiesen. Das Element, das einst eine Laborkuriosität war, ist heute für die globale technologische Infrastruktur unverzichtbar – ein Beispiel dafür, wie wissenschaftliche Entdeckungen sich von akademischem Interesse zu technologischer Notwendigkeit entwickeln können.
Die Entdeckung von Indium zeigte die Leistungsfähigkeit der Spektroskopie als Werkzeug zur Auffindung neuer Elemente. Diese Technik führte in den folgenden Jahrzehnten zur Entdeckung mehrerer weiterer Elemente. Die Geschichte veranschaulicht außerdem, wie gemeinschaftliche wissenschaftliche Arbeit – bei der Reich und Richter ihre unterschiedlichen Fachkenntnisse verbanden – zu bahnbrechenden Entdeckungen führen kann.
Anwendungen
Indiumzinnoxid (ITO) ist der transparente Leiter, der moderne Touchscreens, LCD-Displays und OLED-Bildschirme ermöglicht. ITO-Filme sind nahezu unsichtbar und dennoch elektrisch leitfähig, wodurch die präzise Steuerung zur Aktivierung von Pixeln möglich wird. Jedes Smartphone, Tablet und moderne Fernsehgerät ist für seine Anzeigefunktion auf Indium angewiesen.
Indiumverbindungen wie Indiumgalliumarsenid (InGaAs) und Indiumphosphid (InP) sind entscheidend für Hochgeschwindigkeitselektronik und Optoelektronik. Diese Materialien ermöglichen Infrarotdetektoren, Laserdioden und Hochfrequenztransistoren, die in Glasfaserkommunikation, Satellitensystemen und 5G-Netzen eingesetzt werden.
Dünnschichtsolarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) erreichen einen hohen Wirkungsgrad und benötigen dabei weniger Material als herkömmliche Siliciumpaneele. Die einzigartigen Eigenschaften von Indium ermöglichen flexible Solarzellen, die in Baumaterialien, tragbare Geräte und ungewöhnliche Oberflächen integriert werden können.
Der niedrige Schmelzpunkt von Indium (157°C) macht es ideal für spezielle Lötanwendungen, bei denen wärmeempfindliche Bauteile geschützt werden müssen. Lote auf Indiumbasis werden in kryogenen Anwendungen, thermischen Schnittstellenmaterialien für Computerprozessoren und zur Abdichtung von Ultrahochvakuumsystemen eingesetzt.
Die hervorragenden Neutronenabsorptionseigenschaften von Indium machen es in Kernreaktoren für Neutronendetektion und Anwendungen mit Steuerstäben wertvoll. Indiumfolien werden verwendet, um den Neutronenfluss in Reaktorüberwachungssystemen zu messen, und tragen so zu einem sicheren Betrieb der Kernenergie bei.
Indiumantimonid (InSb) und Indiumarsenid (InAs) sind unverzichtbar für Infrarotdetektoren in Wärmebildkameras, Nachtsichtgeräten und medizinischen Bildgebungssystemen. Diese Materialien erkennen Wärmesignaturen mit außergewöhnlicher Empfindlichkeit und ermöglichen Anwendungen von militärischer Überwachung bis hin zu medizinischer Diagnostik.
Indiumgalliumnitrid (InGaN) ermöglicht blaue und weiße LED-Beleuchtung und verändert damit die energieeffiziente Beleuchtung grundlegend. Diese LEDs finden sich in Taschenlampen, Autoscheinwerfern und großflächiger Architekturbeleuchtung und stellen einen bedeutenden Fortschritt in der Beleuchtungstechnologie dar.
Reines Indium dient als Temperaturstandard und wird in speziellen Forschungsgeräten eingesetzt. Seine Verformbarkeit ermöglicht perfekte Dichtungen in Hochvakuumsystemen, während seine einzigartigen elektronischen Eigenschaften es für die Untersuchung von Quanteneffekten und die Entwicklung neuer elektronischer Materialien wertvoll machen.
Jedes Touchscreen-Gerät enthält Indiumzinnoxid (ITO) als transparente Leiterschicht. Wenn Sie über Ihr Smartphone wischen oder Ihr Tablet antippen, interagieren Sie mit Indium. Diese unsichtbare Schicht erkennt das elektrische Feld Ihres Fingers und bleibt für sichtbares Licht vollständig transparent.
Moderne LCD- und OLED-Displays verwenden mit ITO beschichtetes Glas zur Steuerung einzelner Pixel. Ob Sie Netflix schauen, spielen oder am Computer arbeiten: Indium ermöglicht die präzise elektrische Steuerung, die die angezeigten Bilder erzeugt. Hochwertigere Displays verwenden oft mehr Indium für eine bessere Leistung.
Energieeffiziente LED-Lampen und -Streifen enthalten Indiumgalliumnitrid, das blaues Licht erzeugt, das von Leuchtstoffen in weißes Licht umgewandelt wird. Von der Haushaltsbeleuchtung über Autoscheinwerfer bis hin zur Stadionbeleuchtung trägt Indium zur hellen, effizienten Beleuchtung bei, die herkömmliche Glühlampen ersetzt.
Einige Dünnschichtsolarpaneele nutzen die CIGS-Technologie (Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid), um Sonnenlicht in Elektrizität umzuwandeln. Diese Paneele können flexibel und leicht sein und eignen sich dadurch für ungewöhnliche Installationen wie gekrümmte Oberflächen oder mobile Anwendungen.
Moderne Fahrzeuge enthalten zahlreiche Displays und Touchscreen-Schnittstellen, die auf Indium angewiesen sind. Von Armaturenanzeigen über Unterhaltungssysteme bis hin zu Head-up-Displays ermöglicht Indium interaktive Technologien, die das Fahren sicherer und komfortabler machen.
Infrarotsensoren in Digitalkameras verwenden häufig Materialien auf Indiumbasis, um Wärmesignaturen zu erkennen oder Nachtsichtfunktionen zu ermöglichen. Sicherheitskameras, Wärmebildgeräte und sogar einige Smartphone-Kameras profitieren von den einzigartigen optischen Eigenschaften von Indium.
Spielkonsolen, tragbare Geräte und VR-Headsets sind für ihre Displays und Touchscreen-Schnittstellen auf Indium angewiesen. Die reaktionsschnellen, hochwertigen Bildschirme, die das Spielerlebnis verbessern, beruhen auf den transparenten Leitfähigkeitseigenschaften von Indium.
Hochleistungscomputerprozessoren verwenden thermische Schnittstellenmaterialien auf Indiumbasis, um Wärme effizient von Chips auf Kühlsysteme zu übertragen. Dies hilft, Überhitzung zu verhindern und eine optimale Leistung bei anspruchsvollen Computeranwendungen aufrechtzuerhalten.
Woher es stammt
0,25 mg/kg der Erdkruste · häufiger als 45 % der Elemente
Indium gehört zu den seltensten Elementen in der Erdkruste und kommt mit einer durchschnittlichen Konzentration von nur etwa 0,25 Teilen pro Million vor – in der gleichen Größenordnung wie Silber und Quecksilber. Dieses Edelmetall kommt in der Natur nie in reiner Form vor und bildet nur selten eigene Minerale.
Indium wird fast ausschließlich als Nebenprodukt der Zinkproduktion gewonnen. Das Element ersetzt Zink in Sulfidmineralen, insbesondere in Sphalerit (ZnS), wo die Indiumkonzentrationen typischerweise zwischen 0,001% und 0,1% liegen. Bedeutende Zinkförderregionen werden dadurch automatisch zu Indiumquellen, sodass die Indiumversorgung von den Bedingungen des Zinkmarkts abhängt.
Nur wenige seltene Minerale enthalten bedeutende Indiumkonzentrationen. Das wichtigste ist Indit (FeIn₂S₄), das in hydrothermalen Lagerstätten vorkommt. Weitere seltene Indiumminerale sind Roquesit (CuInS₂) und Sakuraiit. Diese Minerale sind hauptsächlich von wissenschaftlichem und nicht von wirtschaftlichem Interesse.
China dominiert die Indiumproduktion (etwa 70 % der weltweiten Raffinerieproduktion im Jahr 2025), hauptsächlich aus der Zinkverhüttung. Weitere bedeutende Produzenten sind Südkorea, Japan, Kanada und Belgien. Die Mount-Isa-Mine in Australien und die Red-Dog-Mine in Alaska gehören zu den reichsten Quellen indiumhaltiger Erze weltweit.
Die Gewinnung von Indium erfordert aufgrund seiner äußerst geringen Konzentrationen hochentwickelte metallurgische Verfahren. Das Element wird durch komplexe Lösungsmittelextraktions- und Elektrogewinnungsverfahren aus Rückständen von Zinkraffinerien gewonnen. Die Gewinnungsraten sind typischerweise niedrig, wodurch Indium teuer und nur begrenzt verfügbar ist.
Das Recycling von Indium aus Elektronikschrott gewinnt zunehmend an Bedeutung, da die Gehalte primärer Erze sinken. Mit ITO beschichtetes Glas aus Abfällen der LCD-Herstellung und ausgedienten elektronischen Geräten liefert wertvolle sekundäre Indiumquellen. Recyclingverfahren sind jedoch komplex und noch nicht weit verbreitet.
Einige Kohleaschen enthalten erhöhte Indiumkonzentrationen (bis zu 10 ppm) und könnten künftig Möglichkeiten zur Gewinnung bieten. Bestimmte vulkanische Gesteine weisen ebenfalls eine Anreicherung von Indium auf, allerdings nach heutiger Technologie nicht in wirtschaftlich nutzbaren Mengen.
Indium ist im Universum äußerst selten und kommt etwas weniger als halb so häufig vor wie Silber. Das Element entsteht durch langsame Neutroneneinfangprozesse in bestimmten Sternarten. Meteoriten enthalten Spuren von Indium und liefern Erkenntnisse über die Bildungsprozesse des frühen Sonnensystems.
Die wachsende Nachfrage nach Touchscreen-Geräten und LED-Beleuchtung hat Bedenken hinsichtlich der nachhaltigen Indiumversorgung ausgelöst. Die Seltenheit des Elements und seine Konzentration auf wenige Förderländer machen es strategisch wichtig. Die Erforschung von Indiumalternativen und verbesserten Recyclingverfahren wird fortgesetzt, um möglichen künftigen Engpässen zu begegnen.
Handhabung
Reines metallisches Indium ist im Vergleich zu anderen Schwermetallen relativ wenig toxisch. Einige Indiumverbindungen können jedoch gefährlicher sein, daher sollten beim Umgang mit Indiummaterialien stets geeignete Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.
Leicht reizend: Direkter Kontakt mit Indium ist im Allgemeinen sicher, doch Indiumverbindungen können Haut und Augen reizen. Tragen Sie beim Umgang mit Indiummaterialien Handschuhe und eine Schutzbrille. Waschen Sie sich nach dem Kontakt gründlich und suchen Sie ärztliche Hilfe, wenn die Reizung anhält.
Atemschutz erforderlich: Indiumstaub und Indiumdämpfe dürfen nicht eingeatmet werden. Das Einatmen von Staub aus Indiumverbindungen, insbesondere Indiumzinnoxid (ITO), kann die Indiumlunge verursachen, die als Alveolarproteinose beginnen und zu Lungenfibrose und Emphysem fortschreiten kann und bei einigen Beschäftigten tödlich verlief; die IARC stuft Indiumzinnoxid als möglicherweise krebserregend für den Menschen ein (Gruppe 2B). Sorgen Sie bei der Arbeit mit Indiummaterialien für geeignete Belüftung und Atemschutz.
Bedenken in der Elektronikindustrie: Beschäftigte in ITO-Sputteranlagen und der Halbleiterfertigung können höheren Expositionsrisiken ausgesetzt sein. Regelmäßige Gesundheitsüberwachung und strenge Expositionskontrollen werden empfohlen. Bei Beschäftigten, die Indiumverbindungen ausgesetzt waren, wurden einige Fälle einer pulmonalen Alveolarproteinose gemeldet.
Relativ stabil: Metallisches Indium ist unter normalen Bedingungen chemisch stabil. Indiumverbindungen können jedoch mit Säuren oder Oxidationsmitteln reagieren. Lagern Sie Indiummaterialien unter trockenen Bedingungen, um Oxidation und die Bildung potenziell gefährlicherer Verbindungen zu verhindern.
Aspekte des niedrigen Schmelzpunkts: Indium schmilzt bereits bei 157°C (314°F) und kann daher bei mäßigen Temperaturen flüssig werden. Indiumstaub kann brennbar sein. Vermeiden Sie das Erhitzen von Indiummaterialien ohne geeignete Belüftung, da Dämpfe schädlich sein können.
Verantwortungsvolle Entsorgung: Obwohl Indium eine geringere Umwelttoxizität als viele Schwermetalle aufweist, sind eine ordnungsgemäße Entsorgung und das Recycling aufgrund seiner Seltenheit und seines wirtschaftlichen Werts wichtig. Indiumhaltiger Elektronikschrott sollte über geeignete Recyclinganlagen verarbeitet werden.
Standardmaßnahmen: Waschen Sie bei Hautkontakt die betroffene Stelle mit Wasser und Seife. Spülen Sie bei Augenkontakt 15 Minuten lang mit sauberem Wasser. Wenn Indiumstaub eingeatmet wurde, bringen Sie die betroffene Person an die frische Luft und suchen Sie ärztliche Hilfe, wenn Atembeschwerden auftreten. Bei einer Indiumexposition sind keine speziellen Gegenmittel erforderlich.
Schnelle Antworten
Indium (Symbol In) ist Element 49 im Periodensystem, ein Nachübergangsmetall in Periode 5, Gruppe 13. Weich genug, um auf Papier eine Spur zu hinterlassen, und der transparente Leiter in jedem Touchscreen. Bei Raumtemperatur ist es fest.
[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p¹; sie ergibt 5 besetzte Elektronenschalen mit der Verteilung 2, 8, 18, 18, 3. Seine Außenschale enthält 3 Elektronen, wodurch sein Bindungsverhalten bestimmt wird.Indium schmilzt bei 429,8 K (156,6 °C) und siedet bei 2345 K (2071,9 °C).
Die Standardatommasse von Indium beträgt 114,818 u. Dabei handelt es sich um einen gewichteten Mittelwert seiner natürlich vorkommenden Isotope, weshalb sie nur selten eine ganze Zahl ist.
Das häufigste Indium-Atom, In-115, hat 66 Neutronen: seine Massenzahl 115 minus seine Ordnungszahl 49. Es macht 95,719 % des natürlichen Elements aus. Die Schul-Faustregel, gerundete Atommasse (114,818) minus Ordnungszahl, ergibt ebenfalls 66.
Indium hat eine Dichte von 7,31 g/cm³. Wasser hat eine Dichte von 1,0 g/cm³, daher ist ein Block aus Indium ungefähr 7,3× schwerer.
Indium hat eine Elektronegativität von 1,78 nach Pauling. Die Skala reicht von 0,70 (Francium, das Elektronen am wenigsten stark anzieht) bis 3,98 (Fluor, das stärkste). Werte in diesem mittleren Bereich führen eher zur Bildung kovalenter als stark ionischer Bindungen.
Indium wurde 1863 von Reich & Richter entdeckt. Herkunft des Namens: Seine indigoblaue Spektrallinie.
Indium macht etwa 0,25 mg/kg der Erdkruste aus — es ist tatsächlich selten, weshalb es teuer ist.