عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
28Ni

نيكل

نيكل عنصر كيميائي عدده الذري 28 ورمزه Ni. يقع في الدورة 4، المجموعة 10 ضمن القطاع d. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Ar] 3d8 4s2.

العدد الذري28
الكتلة الذرية القياسية58.6934(4)
المجموعة10
الدورة4
القطاعd
التوزيع الإلكتروني[Ar] 3d8 4s2
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

يؤثر امتلاء تحت المستوى d مباشرة في كيمياء نيكل. تقارب طاقات إلكترونات s وd في الفلزات الانتقالية يسمح بعدة حالات أكسدة وتكوين معقدات تناسقية ونشاط حفزي متنوع.

التوزيع الإلكتروني لـنيكل هو [Ar] 3d8 4s2. عند فقد الإلكترونات أو إعادة ترتيبها في المركبات يتغير إشغال مدارات d، وهو ما ينعكس على اللون والمغناطيسية ونوع الروابط والتفاعلية.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

تشمل الأشكال الكيميائية المهمة لـنيكل الفلز والسبائك والأكاسيد والهاليدات والمعقدات التناسقية. تقارب طاقات إلكترونات s وd يسمح بعدة حالات أكسدة، ويمكن للربيطات أن تغير اللون والمغناطيسية والتفاعلية بوضوح.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 8.908 g/cm³. نقطة الانصهار هي 1 728 K (1 455 °C). نقطة الغليان هي 3 003 K (2 730 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد نيكل وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر نيكل في تطبيقات مرتبطة بـفولاذ مقاوم للصدأ، بطاريات، عملات معدنية وسبائك نقدية. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

فولاذ مقاوم للصدأ

يدخل نيكل مع عناصر سبائكية أخرى في الفولاذ المقاوم للصدأ لتكوين بنية وطبقة سطحية سلبية تقاومان التآكل.

بطاريات

يُستخدم نيكل في بعض كيميائيات البطاريات كمادة قطب أو مكوّن نشط أو جزء من الإلكتروليت، بحسب تصميم الخلية والمركب المستخدم.

عملات معدنية

يُستخدم نيكل في سبائك العملات لما توفره من مقاومة للاهتراء والتآكل ولون مناسب وقابلية للسك.

سبائك نقدية

يُستخدم نيكل أيضاً في سبائك عملات قائمة على النحاس أو الصلب عندما تكون المتانة واللون ومقاومة التآكل مهمة.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع نيكل في الدورة 4 والمجموعة 10. العناصر المجاورة المعروضة هي: كوبالت؛ نحاس؛ روديوم؛ بالاديوم؛ فضة. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيففلز انتقالي
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 16 · 2
الكثافة8.908 g/cm³
نقطة الانصهار1 729 K (1 456 °C)
نقطة الغليان3 003 K (2 730 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ1.91
طاقة التأين الأولى737.1 kJ/mol
الألفة الإلكترونية111.7 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف نيكل بأعمال أكسل فريدريك كرونستيدت. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـنيكل هي 58.6934(4). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.

لـنيكل نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

تعتمد مخاطر نيكل على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.