Теория:
По шкале Полинга электроотрицательность индия (In) составляет 1,78 — это умеренное значение для постпереходных металлов, отражающее его промежуточное положение между легкими элементами подгруппы бора и тяжелыми p‑металлами.
Индий — p‑элемент 13‑й (IIIА) группы 5‑го периода с валентной электронной конфигурацией (4d105s25p1).
Если рассматривать эту характеристику как способность стягивать на себя электронную плотность, у атома индия она выражена умеренно: заметно сильнее, чем у щелочных и щелочноземельных металлов, но ниже, чем у неметаллов.
Это обусловлено тем, что присутствие заполненного 4d‑подуровня (так называемое d‑сжатие) усиливает эффективный заряд ядра, из‑за чего внешние электроны удерживаются прочнее, чем у алюминия.
Завершённый d‑слой (4d10) и конкретная величина ЭО определяют три ключевых химических следствия:
Содержание страницы
Электроотрицательность (ЭО) — условный параметр, характеризующий склонность атома в структуре молекулы притягивать общие электронные пары.
Различные подходы дают отличные цифровые результаты из-за опоры на индивидуальные физические константы.
| Шкала | Что измеряется | Значение для In |
|---|---|---|
| Полинга | Энергии химических связей | 1,78 |
| Малликена | Энергия ионизации + сродство к электрону | 1,41 |
| Олреда–Рохова | Эффективный заряд ядра и ковалентный радиус | 1,49 |
| Аллена | Средняя энергия валентных электронов | 1,490 |
Данная система расчёта пользуется наибольшей популярностью в академической литературе.
Цифровой показатель 1,78 подтверждает усиление неметаллических черт при движении по группе вниз после алюминия, что связано с d-сжатием.
Это объясняет присутствие ковалентной составляющей в галогенидах и халькогенидах индия.
Смотреть полную таблицу электроотрицательности для всех элементов.
Методика базируется на квантово-химических характеристиках изолированной частицы:
Первая энергия ионизации I = 558,3 кДж/моль — работа, затрачиваемая на удаление внешнего 5p‑электрона.
Сродство к электрону E — небольшая положительная величина, характеризующая присоединение электрона.
Формула: χ = ½ (I + E).
С учётом расчётных поправок метод Малликена выдает результат около 1,41.
Авторы вычисляют показатель через электростатическое притяжение периферийных зарядов ядром:
где Zэфф — эффективный заряд ядра, r — радиус атома.
С учётом радиуса 167 пм и параметров экранирования расчетное значение равно 1,49.
Подход основан на вычислении усреднённой энергии валентных подуровней:
где Ei — энергии ионизации валентных электронов, n — их количество.
Для конфигурации 4d105s25p1 расчёт по Аллену дает 1,490.
Полученная величина демонстрирует умеренную способность удерживать валентную электронную плотность.
Индий — элемент 13‑й группы 5‑го периода с атомным порядковым номером 49.
Конфигурация внешней оболочки — [Kr] 4d10 5s2 5p1.
Несмотря на увеличение радиуса по сравнению с алюминием (167 пм против 143 пм), значение ЭО у индия выше (1,78 против 1,61).
Это аномальное возрастание объясняется влиянием заполненного 4d‑подуровня и лантаноидного (d‑) сжатия: электроны d-оболочки экранируют заряд ядра (+49) хуже, чем s- и p-слои, что увеличивает эффективное притяжение внешних орбиталей.
Сравнение с элементами 13‑й (IIIА) группы:
| Элемент | ЭО (Полинг) | Электронная конфигурация |
|---|---|---|
| Al (алюминий) | 1,61 | [Ne] 3s2 3p1 |
| Ga (галлий) | 1,81 | [Ar] 3d10 4s2 4p1 |
| In (индий) | 1,78 | [Kr] 4d10 5s2 5p1 |
Плавное изменение значений в подгруппе отражает тонкие квантово-химические эффекты заполнения d-орбиталей.
Умеренная величина ЭО формирует специфику химического поведения элемента:
Характерные физико‑химические свойства:
| Элемент | ЭО (Полинг) | Первая энергия ионизации, кДж/моль | Атомный радиус, пм |
|---|---|---|---|
| Cd (кадмий) | 1,69 | 867,8 | 151 |
| In (индий) | 1,78 | 558,3 | 167 |
| Sn (олово) | 1,96 | 708,6 | 141 |
| Sb (сурьма) | 2,05 | 834,0 | 138 |
| Te (теллур) | 2,10 | 869,3 | 135 |
Показатель ЭО (1,78) задает особенности проявления валентных состояний элемента:
Главное правило: в большинстве соединений индий трёхвалентен (+1 фиксируется реже в стабильных солях низших галогенидов).
На внешней орбитали свободного атома присутствует пара 5s2 и один неспаренный 5p1 электрон.
При возбуждении валентная конфигурация позволяет образовывать три прочные ковалентные связи, закрепляя стандартную валентность III.
Краткий итог: электронное строение 5s25p1 определяет преобладающую валентность, равную III.
Строение электронной оболочки полностью определяет химический профиль. Формула: [Kr] 4d10 5s2 5p1.
На внешнем уровне располагаются 3 валентных электрона.
Два ключевых фактора:
Величина ЭО (1,78) напрямую вытекает из формулы [Kr] 4d10 5s2 5p1.
Уникальные свойства элемента находят технологическое применение:
Электроотрицательность индия (по Полингу — 1,78):
Таким образом, индий представляет собой типичный постпереходный p-металл с умеренной электроотрицательностью и характерными свойствами.
Правильные ответы: 1, 3, 4.
Разбор ошибок:
2 — неверно: ЭО индия (1,78) выше, чем у алюминия (1,61) из-за d-сжатия.
5 — неверно: индий — постпереходный p-металл 13-й группы.
По шкале Полинга электроотрицательность индия составляет 1,78.
Индий наиболее часто проявляет степень окисления +3, но также образует соединения со степенью окисления +1.
Из-за присутствия заполненного 4d10-подуровня и d-сжатия электронных оболочек, которое усиливает эффективное притяжение валентных электронов к ядру.