Chemisch element · referentiefiche

28Ni

Nikkel

Nikkel (Ni) is element 28 van het periodiek systeem, een overgangsmetaal in groep 10, periode 4 en het d-blok. De elektronenconfiguratie [Ar] 3d8 4s2 helpt verklaren hoe het element bindt en reageert; de referentietoestand bij kamertemperatuur is vast.

Atoomnummer28

Standaard atoomgewicht58.6934(4)

Groep10

Periode4

Blokd

Elektronenconfiguratie[Ar] 3d8 4s2

Elektronenstructuur

Wat bepaalt de chemie?

Bij overgangsmetalen liggen de energieën van d- en s-elektronen dicht bij elkaar. Daardoor zijn meerdere oxidatietoestanden, complexe ionen, magnetische eigenschappen en katalytisch gedrag mogelijk.

Voor nikkel moet de configuratie [Ar] 3d8 4s2 samen met de oxidatietoestand worden gelezen. Het verwijderen of delen van elektronen verandert de bezetting van de d-orbitalen en kan kleur, magnetisme, binding en reactiviteit beïnvloeden.

Chemische vormen

Verbindingen, ionen en materialen

Belangrijke vormen zijn het metaal en zijn legeringen, oxiden, halogeniden en coördinatieverbindingen. Verschillende oxidatietoestanden zijn mogelijk doordat s- en d-elektronen vergelijkbare energieën hebben; liganden kunnen kleur, magnetisme en reactiviteit sterk veranderen.

Fysisch gedrag

Toestand en faseovergangen

Bij kamertemperatuur is de referentietoestand vast. De vermelde dichtheid is 8.908 g/cm³. Het smeltpunt is 1 729 K (1 456 °C). Het kookpunt is 3 003 K (2 730 °C). Druk, zuiverheid en kristalstructuur kunnen gemeten waarden verschuiven; bij elementen met meerdere allotropen kan ook de structuur zelf een duidelijk verschil maken.

Voorkomen en toepassingen

Waar nikkel voorkomt en wordt gebruikt

Nikkel is belangrijk in roestvast staal en andere legeringen omdat het corrosiebestendigheid en prestaties bij hoge temperatuur kan verbeteren. Het wordt ook gebruikt in bepaalde batterijen, coatings en katalysatoren.

In de praktijk

Concrete toepassingen

Roestvast staal

Nikkel is een belangrijk legeringselement in veel soorten roestvast staal. Samen met onder meer chroom helpt het de corrosiebestendigheid, taaiheid en stabiliteit van de structuur te verbeteren.

Batterijen

Nikkel wordt in bepaalde batterijchemieën gebruikt, bijvoorbeeld als onderdeel van elektrodematerialen of andere functionele verbindingen; de precieze rol hangt af van het celtype.

Munten

Nikkel speelt een rol bij munten. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Muntlegeringen

Nikkel speelt een rol bij muntlegeringen. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Positie in het periodiek systeem

Wat de naburige elementen laten zien

Nikkel staat in periode 4, groep 10 en het d-blok. De getoonde omgeving bevat onder meer Kobalt, Koper, Rodium, Palladium. Vergelijking met deze elementen helpt trends in atoomgrootte, ionisatie-energie, elektronegativiteit en binding langs het periodiek systeem te volgen.

Referentiegegevens

Fysische en atomaire eigenschappen

Classificatieovergangsmetaal

Toestand bij kamertemperatuurvast

Elektronenschillen2 · 8 · 16 · 2

Dichtheid8.908 g/cm³

Smeltpunt1 729 K (1 456 °C)

Kookpunt3 003 K (2 730 °C)

Pauling-elektronegativiteit1.91

Eerste ionisatie-energie737.1 kJ/mol

Elektronenaffiniteit111.7 kJ/mol

De waarden beschrijven het element of het neutrale atoom waar van toepassing. Fysische gegevens kunnen afhangen van allotroop, druk, zuiverheid en meetomstandigheden.

Geschiedenis

Ontdekking en identificatie

De ontdekking van nikkel wordt in deze historische registratie in verband gebracht met Axel Fredrik Cronstedt. Herkenning als element, isolatie van een zuiver monster en de latere definitie via het atoomnummer vonden niet noodzakelijk op hetzelfde moment plaats.

Isotopen

Hoe isotopensamenstelling de getallen verandert

Het standaard atoomgewicht is 58.6934(4). Deze waarde beschrijft de natuurlijke isotopensamenstelling van terrestrisch materiaal en is niet de massa van één specifiek atoom.

Nikkel heeft ten minste één stabiele isotoop. Isotopen hebben hetzelfde aantal protonen en horen dus bij hetzelfde element, maar verschillen in neutronental en atoommassa.

Veiligheid

Omgang en blootstelling

De risico’s van nikkel hangen af van chemische vorm, dosis en blootstellingsroute. Het element, zijn ionen en zijn verbindingen kunnen zeer verschillende biologische en milieueffecten hebben; controleer daarom de veiligheidsgegevens van de werkelijk gebruikte stof.