Élément chimique · fiche de référence

28Ni

Nickel

Le nickel est l’élément 28 (Ni), situé en période 4, groupe 10 et dans le bloc d. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Ar] 3d8 4s2.

Numéro atomique28

Poids atomique standard58,6934(4)

Groupe10

Période4

Blocd

Configuration électronique[Ar] 3d8 4s2

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

La sous-couche d intervient directement dans la chimie du nickel. Les électrons d et s ont souvent des énergies proches, ce qui favorise plusieurs états d’oxydation, la formation de complexes et, pour de nombreux métaux de transition, des propriétés catalytiques.

La configuration [Ar] 3d8 4s2 doit être lue avec l’état d’oxydation du composé : retirer des électrons modifie l’occupation des orbitales d et peut changer couleur, magnétisme, géométrie de liaison et réactivité.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

Pour le nickel, les formes chimiques importantes comprennent le métal et ses alliages, ainsi que des oxydes, des halogénures et des complexes de coordination. Plusieurs états d’oxydation sont souvent possibles car les électrons s et d ont des énergies proches ; les ligands autour de l’ion métallique peuvent modifier fortement couleur, magnétisme et réactivité.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 8,908 g/cm³. Le point de fusion est 1 729 K (1 456 °C). Le point d’ébullition est 3 003 K (2 730 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le nickel est largement utilisé dans les aciers inoxydables et d’autres alliages grâce à sa résistance à la corrosion et aux températures élevées. Il intervient aussi dans certains revêtements, catalyseurs et batteries rechargeables ; chez certaines personnes, le contact prolongé avec le nickel peut provoquer une allergie cutanée.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

acier inoxydable

Le nickel entre dans les aciers inoxydables aux côtés du chrome et d’autres éléments d’alliage, qui contribuent à stabiliser la chimie de surface protectrice et la microstructure recherchée.

batteries et accumulateurs

Le nickel intervient dans certaines chimies de batteries, matériaux d’électrode ou électrolytes. Le rôle exact dépend du composé et du type d’accumulateur.

pièces de monnaie

Le nickel entre dans des alliages monétaires choisis pour leur résistance à l’usure, à la corrosion, leur couleur et leur aptitude à la frappe.

alliages monétaires

Le nickel entre dans des alliages monétaires durables conçus pour résister à l’usure et à la corrosion.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le nickel est en période 4 et dans le groupe 10. Dans le voisinage affiché, il se trouve entre le cobalt et le cuivre sur la même période ; le palladium est juste au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationmétal de transition

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 16 · 2

Masse volumique8,908 g/cm³

Point de fusion1 729 K (1 456 °C)

Point d’ébullition3 003 K (2 730 °C)

Électronégativité de Pauling1,91

Première énergie d’ionisation737,1 kJ/mol

Affinité électronique111,7 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du nickel est associée à Axel Fredrik Cronstedt. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 58.6934(4). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

Le nickel possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

Les risques associés au nickel dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. Le nickel élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.