इंडियम का परिचय
इंडियम, जिसे रासायनिक प्रतीक In से दर्शाया जाता है, एक नरम, चांदी-सफेद धात्विक तत्व है। यह आवर्त सारणी के समूह 13 और आवर्त 5 में स्थित है। इसका परमाणु क्रमांक 49 है। इंडियम अपने अपेक्षाकृत कम गलनांक और कांच को गीला करने की क्षमता के लिए जाना जाता है, जो इसे विभिन्न विशिष्ट अनुप्रयोगों में उपयोगी बनाता है।
मौलिक परमाणु कण
किसी भी तत्व की परमाणु संरचना उसमें मौजूद प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या से परिभाषित होती है।
प्रोटॉन
किसी तत्व का परमाणु क्रमांक सीधे एक परमाणु के नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या के अनुरूप होता है। इंडियम के लिए, परमाणु क्रमांक 49 है।
- इंडियम में प्रोटॉनों की संख्या: 49
इलेक्ट्रॉन
एक उदासीन परमाणु में, नाभिक की परिक्रमा करने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटॉनों की संख्या के बराबर होती है। चूंकि इंडियम का परमाणु विद्युत रूप से उदासीन होता है, इसमें इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉनों की संख्या समान होती है।
- एक उदासीन इंडियम परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या: 49
न्यूट्रॉन
एक परमाणु में न्यूट्रॉनों की संख्या एक तत्व के समस्थानिकों के बीच भिन्न हो सकती है। न्यूट्रॉनों की संख्या निर्धारित करने के लिए, परमाणु द्रव्यमान (या एक विशिष्ट समस्थानिक के लिए द्रव्यमान संख्या) का उपयोग किया जाता है। इंडियम का सबसे प्रचुर और स्थिर समस्थानिक इंडियम-115 है। द्रव्यमान संख्या (A) नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की कुल संख्या को दर्शाती है।
- इंडियम-115 के लिए द्रव्यमान संख्या (A) = 115
- परमाणु क्रमांक (Z) = 49 (प्रोटॉनों की संख्या)
- न्यूट्रॉनों की संख्या = A - Z = 115 - 49 = 66
- इंडियम-115 में न्यूट्रॉनों की संख्या: 66
इंडियम का इलेक्ट्रॉन विन्यास
इलेक्ट्रॉन विन्यास नाभिक के चारों ओर परमाणु कक्षकों और उपकोशों में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था का वर्णन करता है। इंडियम (परमाणु क्रमांक 49) के लिए, 49 इलेक्ट्रॉन ऑफबाऊ सिद्धांत, पाउली अपवर्जन सिद्धांत और हुंड के नियम के अनुसार उपलब्ध ऊर्जा स्तरों पर कब्जा करते हैं।
इंडियम के लिए पूर्ण इलेक्ट्रॉन विन्यास है: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2 4d^{10} 5p^1$
एक अधिक संक्षिप्त रूप, जिसे उत्कृष्ट गैस विन्यास के रूप में जाना जाता है, कोर इलेक्ट्रॉनों का प्रतिनिधित्व करने के लिए पिछले उत्कृष्ट गैस के प्रतीक का उपयोग करता है। इंडियम के लिए, पिछली उत्कृष्ट गैस क्रिप्टॉन (Kr) है, जिसका परमाणु क्रमांक 36 है। इंडियम के लिए उत्कृष्ट गैस विन्यास है: $[\text{Kr}] 4d^{10} 5s^2 5p^1$
संयोजी इलेक्ट्रॉन
संयोजी इलेक्ट्रॉन एक परमाणु के सबसे बाहरी कोश में स्थित इलेक्ट्रॉन होते हैं। ये इलेक्ट्रॉन मुख्य रूप से रासायनिक बंधन में शामिल होते हैं और किसी तत्व के रासायनिक गुणों को निर्धारित करते हैं।
इंडियम के लिए, इसके उत्कृष्ट गैस इलेक्ट्रॉन विन्यास $[\text{Kr}] 4d^{10} 5s^2 5p^1$ की जांच करने पर, सबसे बाहरी मुख्य ऊर्जा स्तर $n=5$ है। $5s$ और $5p$ उपकोशों में इलेक्ट्रॉन संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। $4d^{10}$ इलेक्ट्रॉनों को आंतरिक-कोश इलेक्ट्रॉन माना जाता है क्योंकि $4d$ उपकोश पूरी तरह से भरा होता है और $n=5$ कोश के भीतर स्थित होता है।
- $5s$ उपकोश में इलेक्ट्रॉन: 2
- $5p$ उपकोश में इलेक्ट्रॉन: 1
- इंडियम के लिए संयोजी इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या: 3
तीन संयोजी इलेक्ट्रॉनों की यह संख्या आवर्त सारणी के समूह 13 में इंडियम की स्थिति के अनुरूप है, जहां तत्व आमतौर पर +3 की संयोजकता प्रदर्शित करते हैं।
अनुप्रयोग और उपलब्धता
इंडियम एक अपेक्षाकृत दुर्लभ तत्व है। इसे मुख्य रूप से जस्ता के शोधन के दौरान उप-उत्पाद के रूप में और कुछ हद तक, सीसा और तांबे के अयस्कों से प्राप्त किया जाता है। जबकि भारत में इंडियम का बड़े पैमाने पर खनन आमतौर पर नहीं होता है, इस तत्व के अद्वितीय गुण इसे कई उच्च-तकनीकी उद्योगों के लिए महत्वपूर्ण बनाते हैं जो भारतीय बाजार की सेवा करते हैं। इसका सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग इंडियम टिन ऑक्साइड (ITO) के रूप में है, जिसका उपयोग तरल क्रिस्टल डिस्प्ले (LCDs), टचस्क्रीन और अन्य ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एक पारदर्शी, विद्युत प्रवाहकीय कोटिंग के रूप में किया जाता है जो भारत भर में स्मार्टफोन, टैबलेट और टेलीविजन में सामान्य रूप से पाए जाते हैं। इंडियम का उपयोग CIGS (कॉपर इंडियम गैलियम सेलेनाइड) सौर कोशिकाओं के उत्पादन में भी किया जाता है, जो बढ़ते नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्र में योगदान देता है, और विशेष कम गलनांक वाले मिश्र धातुओं में और अर्धचालकों में एक डोपेंट के रूप में भी किया जाता है।