镍 28 Ni
外觀 有银白色金属光泽 概況 名稱·符號 ·序數 镍(nickel)·Ni·28 元素類別 过渡金属 族 ·週期 ·區 10 ·4 ·d 標準原子質量 58.6934(4) 电子排布 [Ar ] 3d8 4s2 或 [Ar ] 3d9 4s1 2, 8, 16, 2 或 2, 8, 17, 1
镍的电子層(2, 8, 16, 2 或 2, 8, 17, 1) 歷史 發現 阿克塞尔·弗雷德里克·克龙斯泰特 (1751年)分離 阿克塞尔·弗雷德里克·克龙斯泰特(1751年) 物理性質 物態 固態 密度 (接近室温 ) 8.908 g ·cm −3 熔点 時液體密度7.81 g·cm−3 熔点 1728 K ,1455 °C ,2651 °F 沸點 3186 K ,2913 °C ,5275 °F 熔化热 17.48 kJ·mol−1 汽化热 377.5 kJ·mol−1 比熱容 26.07 J·mol−1 ·K−1 蒸氣壓
壓/Pa
1
10
100
1 k
10 k
100 k
溫/K
1783
1950
2154
2410
2741
3184
原子性質 氧化态 4[1] , 3, 2 , 1[2] , -1 (弱鹼性 氧化物) 电负性 1.91(鲍林标度) 电离能 第一:737.1 kJ·mol−1
第二:1753.0 kJ·mol−1
第三:3395 kJ·mol−1
(更多 ) 原子半径 124 pm 共价半径 124±4 pm 范德华半径 163 pm 镍的原子谱线 雜項 晶体结构 面心立方 磁序 铁磁 電阻率 (20 °C)69.3 n Ω·m 熱導率 90.9 W·m−1 ·K−1 膨脹係數 (25 °C)13.4 µm·m−1 ·K−1 聲速 (細棒)(室溫)4900 m·s−1 杨氏模量 200 GPa 剪切模量 76 GPa 体积模量 180 GPa 泊松比 0.31 莫氏硬度 4.0 維氏硬度 638 MPa 布氏硬度 700 MPa CAS号 7440-02-0 同位素 主条目:镍的同位素
鎳 ( niè ) (英語:Nickel ),是一種化學元素 ,化學符號 为Ni ,原子序數 为28,原子量 為7001586934000000000♠ 58.6934 u 。鎳是一種有光澤的銀白色金屬 ,其銀白色帶一點淡金色。鎳屬於過渡金屬 ,質硬,具延展性。純鎳的化學活性相當高,這種活性可以在反應表面積 最大化的粉末狀態下看到,但大塊的鎳金屬與周圍的空氣 反應緩慢,因為其表面已形成了一層帶保護性質的氧化物 。即使如此,由於鎳與氧之間的活性夠高,所以在地球表面還是很難找到自然的金屬鎳。地球表面的自然鎳都被封在較大的鎳鐵隕石 裏面,這是因為隕石在太空的時候接觸不到氧氣的緣故。在地球上,這種自然鎳總會和鐵 結合在一起,這點反映出它們都是超新星核合成 主要的最終產物。一般認為地球的地核 就是由鎳鐵混合物所組成的[3] 。
鎳的使用(天然的隕鎳鐵合金)最早可追溯至公元前3500年。阿克塞尔·弗雷德里克·克龙斯泰特 於1751年最早分離出鎳,並將它界定為化學元素,儘管他最初把鎳礦石 誤認為銅的礦物。鎳的外語名字來自德國礦工傳說中同名的淘氣妖精(Nickel,與英語中魔鬼別稱"Old Nick"相近),這是由於鎳銅礦不能用煉銅的方法煉出銅來,所以被比擬成妖魔。鎳最經濟的主要來源為鐵礦石褐鐵礦 ,含鎳量一般為1-2%。鎳的其他重要礦物包括硅鎂鎳礦 及鎳黃鐵礦 。鎳的主要生產地包括加拿大 的索德柏立區 (一般認為該處是隕石 撞擊坑)、太平洋 的新喀里多尼亞 及俄羅斯 的諾里爾斯克 。
由於鎳在室溫時的氧化 緩慢,所以一般視為具有耐腐蝕性。歷史上,因為這一點鎳被用作電鍍 各種表面,例如金屬(如鐵及黃銅 )、化學裝置內部及某些需要保持閃亮銀光的合金(例如鎳銀 )。世界鎳生產量中的約6%仍被用於抗腐蝕純鎳電鍍。鎳曾經是硬幣 的常見成份,但現時這方面已大致上被較便宜的鐵所取代,尤其是因為有些人的皮膚對鎳過敏 。儘管如此,英國還是在皮膚科醫生的反對下,於2012年開始再使用鎳鑄造錢幣[4] 。
只有四種元素在室溫時具有鐵磁性 ,鎳就是其中一種。[5] 含鎳的鋁鎳鈷合金 永磁体 ,其磁力強度介乎於含鐵的永久磁鐵與稀土磁鐵 之間。鎳在現代世界的地位主要來自於它的各種合金 。全世界鎳產量中的約68%被用於生產不鏽鋼 。其他常見的合金,還有一些的新的高溫合金 ,就幾乎就佔盡了餘下的世界鎳用量。用於製作化合物的化學用途只佔了鎳產量的不到3%[6] 。鎳化合物在化學製造有好幾種特定的用途,例如作為氫化反應的催化劑 。[7] 某些微生物和植物的酶 用鎳作為活性位點 ,因此鎳是它們重要的養分。[8]
^ M. Carnes; et al. A Stable Tetraalkyl Complex of Nickel(IV). Angewandte Chemie International Edition. 2009, 48 : 3384. doi:10.1002/anie.200804435 .
^ S. Pfirrmann; et al. A Dinuclear Nickel(I) Dinitrogen Complex and its Reduction in Single-Electron Steps. Angewandte Chemie International Edition. 2009, 48 : 3357. doi:10.1002/anie.200805862 .
^ Lars Stixrude; Evgeny Waserman and Ronald Cohen. Composition and temperature of Earth's inner core . Journal of Geophysical Research (American Geophysical Union). November 1997, 102 (B11): 24729–24740 [2014-03-27 ] . Bibcode:1997JGR...10224729S . doi:10.1029/97JB02125 . (原始内容 存档于2012-05-14).
^ Anna Lacey. A bad penny? New coins and nickel allergy . BBC Health Check. 2013-06-22 [2013-07-25 ] . (原始内容存档 于2013-08-07).
^ Coey, J. M. D.; Skumryev, V.; Gallagher, K. Rare-earth metals: Is gadolinium really ferromagnetic?. Nature. 1999, 401 (6748): 35–36. Bibcode:1999Natur.401...35C . S2CID 4383791 . doi:10.1038/43363 .
^
^ Nickel Compounds – The Inside Story . Nickel Institute. (原始内容 存档于2018-08-31).
^ Mulrooney, Scott B.; Hausinger, Robert P. Nickel uptake and utilization by microorganisms. FEMS Microbiology Reviews. 2003-06-01, 27 (2–3): 239–261. ISSN 0168-6445 . PMID 12829270 . doi:10.1016/S0168-6445(03)00042-1 (英语) .