Трихлорид индия и его свойства¶

Трихлорид индия — неорганическое бинарное соединение индия и хлора с химической формулой InCl₃. Относится к классу галогенидов металлов, представляет собой бесцветные или слегка желтоватые гигроскопичные кристаллы, хорошо растворимые в воде и ряде органических растворителей. Соединение существует в безводной форме и в виде кристаллогидратов, наиболее устойчив тетрагидрат InCl₃·4H₂O. Трихлорид индия — важнейший хлорид индия, используемый как прекурсор в синтезе других соединений индия и в микроэлектронике.

¶Физические свойства

Безводный трихлорид индия — кристаллическое вещество с температурой плавления около 586 °C и температурой кипения около 800 °C. Плотность составляет примерно 3,46 г/см³. Кристаллическая структура безводной формы моноклинная и построена из октаэдрических фрагментов InCl₆, соединённых в слои. Вещество интенсивно поглощает влагу из воздуха, при растворении в воде заметно гидролизуется, давая кислую реакцию среды.

Кристаллогидраты содержат от одной до четырёх молекул воды. Тетрагидрат плавится при относительно низкой температуре (около 56 °C) и хорошо растворим в воде, этаноле, диэтиловом эфире. Растворимость безводной соли в воде очень высока и сопровождается значительным выделением тепла.

¶Химические свойства

Трихлорид индия проявляет свойства типичной соли трёхвалентного металла. В водных растворах он диссоциирует с образованием гидратированных ионов In³⁺, которые склонны к гидролизу и образованию гидроксокомплексов. При добавлении щелочей выпадает осадок гидроксида индия In(OH)₃, растворимый в избытке щёлочи.

Соединение выступает кислотой Льюиса и образует комплексы с донорными лигандами. С хлорид-ионами в концентрированных растворах формируются комплексные анионы, например [InCl₄]⁻ и [InCl₆]³⁻. Трихлорид индия восстанавливается до металлического индия или до соединений одновалентного индия при действии активных восстановителей.

При нагревании в токе водорода или в присутствии паров воды возможно образование оксида индия In₂O₃ и хлороводорода. С металлическим индием трихлорид образует низшие хлориды, в частности InCl и InCl₂.

¶Получение

Основной способ получения — взаимодействие металлического индия с хлором или с хлороводородом при повышенной температуре:

2 In + 3 Cl₂ → 2 InCl₃

Также применяют обработку оксида индия соляной кислотой с последующей кристаллизацией гидрата и осторожным обезвоживанием. Безводную соль получают нагреванием гидрата в токе сухого хлороводорода, поскольку прямой нагрев в воздухе ведёт к гидролизу.

¶Применение

• Микроэлектроника. Трихлорид индия служит прекурсором для осаждения тонких плёнок оксида индия и смешанных оксидов индия и олова (ITO), применяемых как прозрачные проводящие покрытия в дисплеях и сенсорных экранах.
• Синтез соединений индия. Из него получают оксид, гидроксид, сульфид и другие производные, а также металлоорганические соединения.
• Органический синтез. InCl₃ используется как кислотный катализатор в реакциях Фриделя — Крафтса, ацилирования и некоторых реакциях конденсации.
• Аналитическая химия. Соединение применяется в качественном и количественном определении индия.

¶Безопасность

Трихлорид индия относится к веществам умеренной токсичности. Пыль и аэрозоли раздражают слизистые оболочки и дыхательные пути, при контакте с кожей возможно раздражение. Соединения индия при длительном воздействии способны накапливаться в организме и оказывать токсическое действие на лёгкие и почки. Работы проводят в вытяжных шкафах с использованием средств индивидуальной защиты. Вещество хранят в герметичной таре, защищая от влаги воздуха.