Indium natif

Indium natif Catégorie I : Éléments natifs
Général
Nom IUPAC	Indium
Numéro CAS	7440-74-6 7440-74-6
Classe de Strunz	01.AC.05 1 ELEMENTS (Metals and intermetallic alloys; metalloids and nonmetals; carbides, silicides, nitrides, phosphides)  1.A Metals and Intermetallic Alloys   1.AC Indium-tin family    1.AC.05 Indium In Space Group I 4/mmm Point Group 4/m 2/m 2/m
Classe de Dana	1.1.14.1 Eléments natifs et amalgames 1. Eléments naturels et amalgames
Formule chimique	In   [Polymorphes]In
Identification
Masse formulaire	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 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 allemands, le professeur Ferdinand Reich et son collègue assistant Theodor Richter, découvrent en 1863 sans le savoir un des nouveaux éléments prévus par l'esquisse du tableau théorique réalisé par le chimiste russe Dimitri Mendeleiev. Il recherche en réalité par spectrométrie de flamme la présence du thallium dans une variété minérale de blende utilisée comme minerai de cuivre, mais c'est finalement ce qui sera nommé l’indium qui y est identifié, grâce à une surprenante raie bleue foncée et une raie violette plus faible, donnant au test de flamme global une couleur caractéristique proche selon eux de la couleur indigo.. La dénomination indigum, puis indium s'impose pour l'élément chimique aux observateurs, après l'isolement de quelques composés, puis de son corps simple métal et l'étude de sa chimie conclue partiellement en 1867 par le chimiste expérimenté Richter.

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

Maille cellulaire du métal indium

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

Indium préparé le chimiste, rendu liquide par frottement

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.

Indium mouillant le verre en effet de miroir

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.

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 XX^e 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.

Lingotin de métal indium, pl acé à côté d'un penny

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.

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

Articles connexes

• indium
• Élément natif

Liens externes

• (fr)
• (en) In avec description et localisation géographique sur Mindat.
• (en) Indium natif sur Webmineral.
• (en) Handbook of Mineralogy Native In
• (en) Statistiques et données USGS sur In