Ķīmiskais elements · uzziņu lapa
28Ni

Niķelis

Niķelis ir ķīmiskais elements ar atomnumuru 28 un simbolu Ni; tas atrodas 4. periodā, 10. grupā un d blokā. Atsauces agregātstāvoklis istabas temperatūrā — ciets. Elektronu konfigurācija: [Ar] 3d8 4s2.

Atomnumurs28
Standarta atommasa58.6934(4)
Grupa10
Periods4
Bloksd
Elektronu konfigurācija[Ar] 3d8 4s2
Elektroniskā uzbūve

Kas nosaka tā ķīmiju

Šī elementa ķīmijā piedalās d apakšlīmenis. Pārejas metāli saitēs var izmantot līdzīgas enerģijas elektronus, tāpēc d blokā bieži sastopamas mainīgas oksidēšanās pakāpes, koordinācijas savienojumi un katalītiskas īpašības.

Elektronu konfigurācija [Ar] 3d8 4s2 jāskata kopā ar savienojuma oksidēšanās pakāpi: atņemot elektronus, mainās aizpildītās d orbitāles, tāpēc var mainīties krāsa, magnētisms, saišu veidošanās un reaģētspēja.

Ķīmiskās formas

Savienojumi, joni un materiāli

Svarīgas šī elementa ķīmiskās formas ir metāls un sakausējumi, oksīdi, halogenīdi un koordinācijas savienojumi. Mainīgas oksidēšanās pakāpes ir biežas, jo s un d elektronu enerģijas ir līdzīgas, bet ligandi ap metāla jonu var būtiski mainīt krāsu, magnētismu un reaģētspēju.

Fizikālās īpašības

Agregātstāvoklis un fāžu pārejas

Atsauces agregātstāvoklis istabas temperatūrā ir ciets. Norādītais blīvums ir 8.908 g/cm³. Kušanas temperatūra ir 1 729 K (1 456 °C). Viršanas temperatūra ir 3 003 K (2 730 °C). Spiediens, tīrība un kristāliskā struktūra var mainīt izmērītās fizikālās īpašības.

Sastopamība un lietojums

Kur sastopams un kā tiek izmantots niķelis

Niķeli plaši izmanto nerūsējošajā tēraudā un citos sakausējumos, jo tas uzlabo izturību pret koroziju un īpašības augstā temperatūrā. To izmanto arī dažās uzlādējamās baterijās, pārklājumos un katalizatoros.

Praksē

Reāli lietojuma piemēri

Nerūsējošais tērauds

Šo elementu izmanto nerūsējošajā tēraudā kopā ar hromu un citiem leģējošiem elementiem, kas palīdz stabilizēt aizsargājošo virsmas ķīmiju un vajadzīgo mikrostruktūru.

Baterijas

Šo elementu izmanto atsevišķās bateriju ķīmijās, elektrodu materiālos vai elektrolītos. Precīzā loma ir atkarīga no savienojuma un elementa konstrukcijas.

Monētas

Šo elementu izmanto monētu sakausējumos, kurus izvēlas nodilumizturības, korozijas īpašību, krāsas un kalšanas piemērotības dēļ.

Monētu sakausējumi

Šo elementu izmanto arī citos vara vai tērauda bāzes monētu sakausējumos, kur svarīga izturība, krāsa un noturība pret koroziju.

Vieta periodiskajā sistēmā

Ko parāda kaimiņu elementi

Niķelis atrodas 4. periodā un 10. grupā. Šeit parādītajā apkārtnē: Tajā pašā periodā pa kreisi un pa labi atrodas kobalts un varš; tajā pašā grupā tieši zem tā atrodas pallādijs. Šīs pozīcijas ļauj salīdzināt atoma izmēru, jonizācijas enerģiju un ķīmisko saišu raksturu ar kaimiņu elementiem.

Atsauces dati

Fizikālās un atomārās īpašības

Klasifikācijapārejas metāls
Agregātstāvoklis istabas temperatūrāciets
Elektronu čaulas2 · 8 · 16 · 2
Blīvums8.908 g/cm³
Kušanas temperatūra1 729 K (1 456 °C)
Viršanas temperatūra3 003 K (2 730 °C)
Elektronegativitāte pēc Polinga1.91
Pirmā jonizācijas enerģija737.1 kJ/mol
Elektronu afinitāte111.7 kJ/mol

Ja vien nav norādīts citādi, vērtības raksturo elementu vai neitrālu atomu. Fizikālie dati var būt atkarīgi no alotropiskās formas, spiediena un mērījumu apstākļiem.

Vēsture

Atklāšana un identificēšana

Elementa atklāšana ir saistīta ar Axel Fredrik Cronstedt. Elementa atpazīšana, tīra parauga izolēšana un mūsdienu atomnumura piešķiršana ne vienmēr notika vienlaikus.

Izotopi un atommasa

Kā izotopu sastāvs maina skaitliskās vērtības

Standarta atommasa ir 58.6934(4). Šī vērtība raksturo dabiskā Zemes materiāla izotopu sastāvu, nevis viena konkrēta atoma masu.

Šim elementam ir vismaz viens stabils izotops. Dažādiem izotopiem ir vienāds protonu skaits un tāpēc viena un tā pati elementa identitāte, bet atšķirīgs neitronu skaits un atommasa.

Drošība

Darbs ar vielu un iedarbība

Ar šo elementu saistītie riski ir atkarīgi no ķīmiskās formas, devas un iedarbības ceļa. Tīram elementam, tā joniem un savienojumiem var būt ļoti atšķirīga bioloģiskā un vides ietekme, tāpēc jāpārbauda drošības dati par konkrēto izmantoto vielu.