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L' '''indium natif''' est une [[minéral|espèce minérale]] naturelle, corps simple métallique, moyennement dense et très rare de [[formule chimique]] {{fchim|In}}, correspondant à l'élément chimique [[indium]] noté In. L'indium appartient à la classe minéralogique des [[élément natif|éléments natifs]], en particulier des [[Métal natif|métaux natifs]].
L' '''indium natif''' est une [[minéral|espèce minérale]] naturelle, corps simple métallique, mou et ductile, moyennement dense et très rare de [[formule chimique]] {{fchim|In}}, correspondant à l'élément chimique [[indium]] noté In. L'indium appartient à la classe minéralogique des [[élément natif|éléments natifs]], en particulier des [[Métal natif|métaux natifs]].


== Historique de la description et de l'appellation ==
== Historique de la description et de l'appellation ==
C'est à l'[[école des mines de Freiberg]] qu'on découvre un des nouveaux éléments prévus par le [[Tableau périodique des éléments|tableau théorique de Mendeléev]] : l’indium est identifié grâce à un spectre inédite et caractéristique au test de flamme (raie indigo) dans une variété minérale de [[blende]], peut-être une sphalérite, en 1863 par Ferdinand Reich et Theodor Hieronymus Richter. Le nom indigum, puis indium s'impose aux observateurs.
C'est à l'[[école des mines de Freiberg]] que des chimistes-minéralogistes découvrent un des nouveaux éléments prévus par le [[Tableau périodique des éléments|tableau théorique de Mendeléev]] : l’indium est identifié en spectrométrie de flamme, grâce à une raie bleue caractéristique proche de la couleur indigo au test de flamme (raie ) dans une variété minérale de [[blende]] utilisé comme minerai de cuivre, en 1863 par Ferdinand Reich et Theodor Hieronymus Richter<ref>L'échantillon ensuite traité est probablement en partie à base de [[sphalérite]], à haute teneur en indium. Il faut toutefois un quintal de minerai pour obtenir ou isoler 30 grammes de métal indium.</ref>. La dénomination indigum, puis indium s'impose aux observateurs.


L'[[association internationale de minéralogie]] l'a admis en 1964 avec un topotype remarquable qui est le dépôt associé au plomb natif dans un massif granitique de Orlovskoye dans le district ou dans oblast Chitinskaya, en [[Transbaïkalie]] ou Sibérie orientale en [[Russie]].
L'[[association internationale de minéralogie]] l'a admis en 1964 avec un topotype remarquable qui est le dépôt associé au plomb natif dans un massif granitique de Orlovskoye dans le district ou dans oblast Chitinskaya, en [[Transbaïkalie]] ou Sibérie orientale en [[Russie]].


== Cristallographie et cristallochimie ==
== Cristallographie et cristallochimie ==
La maille de son système cristallin est isométrique et tétragonale. Les cristaux naturelles sont trop petits pour être étudiés à l'œil nu.
La maille de son système cristallin est isométrique et [[tétragonal]]e. Les cristaux naturels sont trop petits pour être étudiés à l'œil nu.


Chaque atome de l'empilement modèle a quatre voisins très proches formant autour de lui un tétraèdre très aplati, avec deux des très proches voisins un peu plus loin. Cette structure irrégulière explique l'anisotropie, observable par l'expansion thermique. Elle est responsable de nombreuses anomalies constatées expérimentalement, le magnétisme de monocristaux d'indium ou l'existence d'un différentiel important de résistivité électrique ou d'expansion thermique suivant les axes cristallins.
Chaque atome de l'empilement modèle a quatre voisins très proches formant autour de lui un [[tétraèdre]] très aplati, avec deux des très proches voisins un peu plus loin. Cette structure irrégulière explique l'anisotropie, observable par l'expansion thermique. Elle est responsable de nombreuses anomalies constatées expérimentalement, le magnétisme de monocristaux d'indium ou l'existence d'un différentiel important de résistivité électrique ou d'expansion thermique suivant les axes cristallins.


Il fait partie de la famille étain-indium, codifié en AC par la [[classification de Strunz]].
Il fait partie de la famille étain-indium, codifié en AC par la [[classification de Strunz]].


== Propriétés physiques et chimiques, toxicologie ==
== Propriétés physiques et chimiques, toxicologie ==
Le corps simple métal préparé par les chimistes est blanc argenté et brillant, mou et ductile. Il est plus tendre que le plomb. Il laisse par forte pression une trace sur le papier, ce qui fait souvent affirmer de manière peut-être fallacieuse que sa dureté pratique n'est comprise qu'entre 1 et 2. Dûment frotté, le métal peut prendre une consistance quasi-liquide et ainsi s'étaler lentement sur une surface froide comme le verre, formant un miroir peu sensible à la corrosion.

Ces propriétés plastiques sont conservées à (très) basses températures. Une opération d'[[écrouissage]] n'entraîne aucun durcissement, son [[laminage]] à froid reste très aisé.


La plage liquide peut dépasser une amplitude de {{unité|20O0|°C}}. L'indium liquide est donc très fluide, il s'insinue dans les pores et les interstices des matériaux.
La plage liquide peut dépasser une amplitude de {{unité|20O0|°C}}. L'indium liquide est donc très fluide, il s'insinue dans les pores et les interstices des matériaux.


L'indium natif, d'aspect légèrement plus coloré en jaune ou souvent nettement plus grisâtre, est ce même métal pauvre et diamagnétique, tendre et ductile, très malléable et sectile.
L'indium natif est un métal pauvre, tendre et ductile, très malléable et sectile. Le pliage ou le stress d'un barre, d'une tige, d'une plaque d'indium artificielle génère un son caractéristique, une sorte de "cri jeté" par l'indium, du aux frottements internes des cristaux engendrés par la séparation forcée des cristaux jumelées.


Le pliage ou le stress d'un barre, d'une tige, d'une plaque d'indium artificielle génère un son caractéristique, une sorte de "cri aigu jeté" par l'indium, du aux frottements internes des cristaux engendrés par la séparation trop rapide et forcée des cristaux jumelées. Sur ce point précis, ce ''cri'' en français ou ''crunch'' en anglais de l'indium soumis au pliage est similaire à celui de l'étain natif.
L'indium est insoluble dans l'eau. Il est soluble dans les acides forts.

Ce métal [[semi-conducteur]] se caractérise par l'[[effet Peltier]].

L'indium est insoluble dans l'eau. Il est soluble dans les acides forts et même faibles.


=== Analyse, distinction ===
=== Analyse, distinction ===
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=== Toxicité ===
=== Toxicité ===
La toxicité du métal semble être faible, à l'observation des adepte de la glucochimie en train de lécher avec la langue et mordre à belles dents un bouton métallique d'indium. Les sels d'indium sont très peu toxiques par ingestion orale, mais ils se révèlent néanmoins des poisons violents en injections sous-cutanées ou intraveineuses. Ils perturbent alors le fonctionnement normal du cœur, du sang, du foie et des reins, ils altèrent et détruisent irrémédiablement ces organes en prises chroniques.
La toxicité semble être faible.


== Gîtologie, occurrences et gisements ==
== Gîtologie, occurrences et gisements ==
L'indium natif est parfois présent dans les granites ayant subi une évolution radicale vers les [[greisen]]s ou une albitisation.
L'indium natif est parfois présent dans les granites ayant subi une évolution radicale vers les [[greisen]]s ou une albitisation.

Il accompagne communément en relativement faibles quantités les minerais de zinc, de plomb et de cuivre.


Minéraux associés ː [[Quartz (minéral)|quartz]], [[albite]], [[indite]], [[plomb natif]]
Minéraux associés ː [[Quartz (minéral)|quartz]], [[albite]], [[indite]], [[plomb natif]]
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== Usages ==
== Usages ==
L'indium natif trop rare n'a aucun intérêt industriel.
L'indium natif trop rare n'a aucun intérêt industriel en général.

Au début du {{s|XX}} jusque dans les années vingt, ce n'est qu'un métal de laboratoire, quasi-inconnu des marchés de matières premières. Son essor est spectaculaire dans les décennies suivantes, sa production mondiale annuelle atteint 184 tonnes en 1884.

Il s'agit d'un composant d'alliage fusible ou de soudure, d'usage pratique à basse températures. Les alliages à bas point de fusion, situés entre 50°C et 100°C, sont à base de bismuth, cadmium, plomb et étain. Ils sont employés pour différents dispositifs fusibles, le déclenchement d'extincteurs ou les régulations thermiques. L'alliage spécifique InGa à 24 pour cent d'indium et 76 pour cent de gallium est liquide à température ordinaire.

Le métal est employé comme revêtement de palier depuis 1940 ou pour former des miroirs peu sensibles à la [[corrosion]]. Il sert à fabriquer des miroirs astronomiques dit à restitution orthochrome des couleurs sur l'ensemble du spectre lumineux. Il sert aussi à obtenir des projecteurs super lumineux.


Il s'agit d'un composant d'alliage fusible ou de soudure. Il est employé comme revêtement de palier depuis 1940. Il est utilisé en électronique. Les phosphure d'indium semi̠conducteurs ou les films minces d'oxyde d'étain et d'indium sont des matériaux de base pour l'industrie des cristaux liquides (affichage par cristaux liquides ou LCD). Cette dernière application s'impose depuis 1992.
Il est utilisé comme semi-conducteur en électronique. Les phosphure d'indium semi̠conducteurs ou les films minces d'oxyde d'étain et d'indium sont des matériaux de base pour l'industrie des cristaux liquides (affichage par cristaux liquides ou LCD, écrans tactiles). Cette dernière application s'impose depuis 1992.
En homéopathie ou comme médecine douce (oligo-élément), l'indium metallicum est un remède.
En homéopathie ou comme médecine douce (oligo-élément), l'''indium metallicum'' est un remède.


L'indium est obtenu comme un sous produit des minerais de zinc, comme la [[sphalérite]] ou sulfure de Zn et Fe, mais aussi des minerais de plomb, d'étain et de cuivre. Une quantité significative de ce métal rare est avantageusement recyclé à partir de déchets métalliques qui contiennent de l'indium.
L'indium est obtenu comme un sous produit des minerais de zinc, comme la [[sphalérite]] ou les sulfures de Zn et Fe, mais aussi des minerais de plomb, d'étain et de cuivre. Une quantité significative de ce métal rare est avantageusement recyclé à partir de déchets métalliques qui contiennent de l'indium.


Si le Canada reste un important fournisseur d'indium, la Chine et le Pérou, la Russie et le Japon, la France, la Belgique, l'Italie ne sont pas des pays producteurs négligeables. Le Japon a initié son recyclage systématique, ainsi le prix du kg d'indium n'était que de $ 188 en 2000.
Si le Canada reste un important fournisseur d'indium, la Chine et le Pérou, la Russie et le Japon, la France, la Belgique, l'Italie ne sont pas des pays producteurs négligeables. Le Japon a initié son recyclage systématique, ainsi le prix du kg d'indium n'était que de $ 188 en 2000.

Version du 2 août 2016 à 12:22

Indium natif
Catégorie I : Éléments natifs[1]
Général
Nom IUPAC Indium
Numéro CAS 7440-74-6 7440-74-6
Classe de Strunz
Classe de Dana
Formule chimique In   [Polymorphes]In
Identification
Masse formulaire[2] 114,818 ± 0,003 uma
In 100 %,
Couleur gris à gris jaune, gris à nuance jaunâtre (gris d'argent pour les gros cristaux artificiels)
Système cristallin tétragonal
Réseau de Bravais tétragonal
a = 3,25 Å ; c = 4,95 Å
Z = 2
V = 52,28 Å3 avec densité calculée 7,29
Classe cristalline et groupe d'espace ditétragonale et dipyramidale, quadratique ou tétragonale, groupe de point 4/mmm (4/m 2/m 2/m) ; groupe d'espace I4/mmm
Cassure probablement esquilleuse, irrégulière et brillante sur cassure fraîche
Habitus petits grains fins et opaques, petits agrégats granulaires et pépites millimétriques, rarement en grains (associés ou non à l'or) roulés le plus souvent millimétriques,
Échelle de Mohs 3 à 3,5
Trait (gris blanc)
Éclat métal
Éclat poli réflectance blanche à légèrement rosâtre
Propriétés optiques
Fluorescence ultraviolet non fluorescent
Transparence opaque
Propriétés chimiques
Masse volumique 7,3[3] g/cm3
Densité 7,31 en moyenne (7,2 à 1,42)
Température de fusion 155 °C à 156,6 °C pur °C
Solubilité insoluble dans l'eau, attaqué par les acides
Comportement chimique mou et ductile, de plus en plus malléable avec la chaleur, ébullition de 1 450 °C à 2 072 °C pression atmosphérique
Propriétés physiques
Magnétisme diamagnétique

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L' indium natif est une espèce minérale naturelle, corps simple métallique, mou et ductile, moyennement dense et très rare de formule chimique In, correspondant à l'élément chimique indium noté In. L'indium appartient à la classe minéralogique des éléments natifs, en particulier des métaux natifs.

Historique de la description et de l'appellation

C'est à l'école des mines de Freiberg que des chimistes-minéralogistes découvrent un des nouveaux éléments prévus par le tableau théorique de Mendeléev : l’indium est identifié en spectrométrie de flamme, grâce à une raie bleue caractéristique proche de la couleur indigo au test de flamme (raie ) dans une variété minérale de blende utilisé comme minerai de cuivre, en 1863 par Ferdinand Reich et Theodor Hieronymus Richter[4]. La dénomination indigum, puis indium s'impose aux observateurs.

L'association internationale de minéralogie l'a admis en 1964 avec un topotype remarquable qui est le dépôt associé au plomb natif dans un massif granitique de Orlovskoye dans le district ou dans oblast Chitinskaya, en Transbaïkalie ou Sibérie orientale en Russie.

Cristallographie et cristallochimie

La maille de son système cristallin est isométrique et tétragonale. Les cristaux naturels sont trop petits pour être étudiés à l'œil nu.

Chaque atome de l'empilement modèle a quatre voisins très proches formant autour de lui un tétraèdre très aplati, avec deux des très proches voisins un peu plus loin. Cette structure irrégulière explique l'anisotropie, observable par l'expansion thermique. Elle est responsable de nombreuses anomalies constatées expérimentalement, le magnétisme de monocristaux d'indium ou l'existence d'un différentiel important de résistivité électrique ou d'expansion thermique suivant les axes cristallins.

Il fait partie de la famille étain-indium, codifié en AC par la classification de Strunz.

Propriétés physiques et chimiques, toxicologie

Le corps simple métal préparé par les chimistes est blanc argenté et brillant, mou et ductile. Il est plus tendre que le plomb. Il laisse par forte pression une trace sur le papier, ce qui fait souvent affirmer de manière peut-être fallacieuse que sa dureté pratique n'est comprise qu'entre 1 et 2. Dûment frotté, le métal peut prendre une consistance quasi-liquide et ainsi s'étaler lentement sur une surface froide comme le verre, formant un miroir peu sensible à la corrosion.

Ces propriétés plastiques sont conservées à (très) basses températures. Une opération d'écrouissage n'entraîne aucun durcissement, son laminage à froid reste très aisé.

La plage liquide peut dépasser une amplitude de 20O0 °C. L'indium liquide est donc très fluide, il s'insinue dans les pores et les interstices des matériaux.

L'indium natif, d'aspect légèrement plus coloré en jaune ou souvent nettement plus grisâtre, est ce même métal pauvre et diamagnétique, tendre et ductile, très malléable et sectile.

Le pliage ou le stress d'un barre, d'une tige, d'une plaque d'indium artificielle génère un son caractéristique, une sorte de "cri aigu jeté" par l'indium, du aux frottements internes des cristaux engendrés par la séparation trop rapide et forcée des cristaux jumelées. Sur ce point précis, ce cri en français ou crunch en anglais de l'indium soumis au pliage est similaire à celui de l'étain natif.

Ce métal semi-conducteur se caractérise par l'effet Peltier.

L'indium est insoluble dans l'eau. Il est soluble dans les acides forts et même faibles.

Analyse, distinction

Toxicité

La toxicité du métal semble être faible, à l'observation des adepte de la glucochimie en train de lécher avec la langue et mordre à belles dents un bouton métallique d'indium. Les sels d'indium sont très peu toxiques par ingestion orale, mais ils se révèlent néanmoins des poisons violents en injections sous-cutanées ou intraveineuses. Ils perturbent alors le fonctionnement normal du cœur, du sang, du foie et des reins, ils altèrent et détruisent irrémédiablement ces organes en prises chroniques.

Gîtologie, occurrences et gisements

L'indium natif est parfois présent dans les granites ayant subi une évolution radicale vers les greisens ou une albitisation.

Il accompagne communément en relativement faibles quantités les minerais de zinc, de plomb et de cuivre.

Minéraux associés ː quartz, albite, indite, plomb natif

Gisements caractéristiques

  • Canada
Yukon
  • Hongrie
  • Kosovo
  • Ouzbékistan
  • Russie
Sibérie orientale
  • Ukraine
champ aurifère de Zhitomir

Usages

L'indium natif trop rare n'a aucun intérêt industriel en général.

Au début du XXe siècle jusque dans les années vingt, ce n'est qu'un métal de laboratoire, quasi-inconnu des marchés de matières premières. Son essor est spectaculaire dans les décennies suivantes, sa production mondiale annuelle atteint 184 tonnes en 1884.

Il s'agit d'un composant d'alliage fusible ou de soudure, d'usage pratique à basse températures. Les alliages à bas point de fusion, situés entre 50°C et 100°C, sont à base de bismuth, cadmium, plomb et étain. Ils sont employés pour différents dispositifs fusibles, le déclenchement d'extincteurs ou les régulations thermiques. L'alliage spécifique InGa à 24 pour cent d'indium et 76 pour cent de gallium est liquide à température ordinaire.

Le métal est employé comme revêtement de palier depuis 1940 ou pour former des miroirs peu sensibles à la corrosion. Il sert à fabriquer des miroirs astronomiques dit à restitution orthochrome des couleurs sur l'ensemble du spectre lumineux. Il sert aussi à obtenir des projecteurs super lumineux.

Il est utilisé comme semi-conducteur en électronique. Les phosphure d'indium semi̠conducteurs ou les films minces d'oxyde d'étain et d'indium sont des matériaux de base pour l'industrie des cristaux liquides (affichage par cristaux liquides ou LCD, écrans tactiles). Cette dernière application s'impose depuis 1992. En homéopathie ou comme médecine douce (oligo-élément), l'indium metallicum est un remède.

L'indium est obtenu comme un sous produit des minerais de zinc, comme la sphalérite ou les sulfures de Zn et Fe, mais aussi des minerais de plomb, d'étain et de cuivre. Une quantité significative de ce métal rare est avantageusement recyclé à partir de déchets métalliques qui contiennent de l'indium.

Si le Canada reste un important fournisseur d'indium, la Chine et le Pérou, la Russie et le Japon, la France, la Belgique, l'Italie ne sont pas des pays producteurs négligeables. Le Japon a initié son recyclage systématique, ainsi le prix du kg d'indium n'était que de $ 188 en 2000.

Notes et références

  1. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. à 21 °C
  4. L'échantillon ensuite traité est probablement en partie à base de sphalérite, à haute teneur en indium. Il faut toutefois un quintal de minerai pour obtenir ou isoler 30 grammes de métal indium.

Bibliographie

  • C. Palache, "Contributions to crystallography; claudetite, minasragrite, samsonite, native selenium, indium", American Mineralogist, Tome 19, 1934, pp 194-205.
  • M. Fleischer "New mineral names". American Mineralogist, Tome 52, 1967, pp 299-300.
  • Henri-Jean Schubnel, avec Jean-François Pollin, Jacques Skrok, Larousse des Minéraux, sous la coordination de Gérard Germain, Éditions Larousse, Paris, 1981, 364 p. (ISBN 2-03-518201-8). Entrée 'indium (masculin)' p. 186.
  • Ulrich Schwarz-Schampera, Peter M. Herzig, Indium: Geology, Mineralogy, and Economics, Springer Science & Business Media, 2013, 258 pages.
  • Nigel J. Cook, Cristiana L. Ciobanu, Timothy Williams, The mineralogy and mineral chemistry of indium in sulphide deposits and implications for mineral processing, Hydrometallurgy, Volume 108, Issues 3–4, July 2011, pp 226–228. [1]

Voir aussi

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Articles connexes

Liens externes