基本介紹
- 中文名：鎳
- 外文名：Nickel
- 原子序數：28
- 位置：第四周期VIII族
- 元素符號：Ni
- 物理性質：硬而柔韌的銀白色金屬
- 相對原子質量：58.693
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理化常數
元素符號： Ni
英文名： Nickel
中文名： 鎳
體積彈性模量：GPa180
原子化焓：kJ /mol @25℃422.6熱容：J /（mol· K）26.07
原子序數：28
相對原子質量：58.693
元素在元素周期表中的位置：第四周期VIII族
導電性：10^6/(cm ·Ω )0.143
導熱係數：W/（m·K）90.9
熔化熱：(千焦/摩爾) 17.470
汽化熱：(千焦/摩爾) 370.40
元素在宇宙中的含量：(ppm)60
相對原子質量： 58.7 常見化合價： +2,+3
電負性： 1.91
外圍電子排布： 3d8 4s2
核外電子排布： 2,8,16,2
同位素及放射線： Ni-56[6.1d] Ni-57[35.6h] *Ni-58 Ni-59[76000y] Ni-60 Ni-61 Ni-62 Ni-63[100y] Ni-64 Ni-65[2.51h]
電子親合和能： 111.5 KJ·mol-1
第一電離能： 737 KJ·mol-1 第二電離能： 1753 KJ·mol-1 第三電離能： 3393 KJ·mol-1
單質密度： 8.902 g/cm3
單質熔點： 1453.0 ℃
單質沸點： 2732.0 ℃
原子半徑： 1.62 埃
離子半徑： 0.69(+2) 埃
共價半徑： 1.15 埃
常見化合物： NiBr2 NiO NiSO4 NiS NiCl2
發現
發現人： 克朗斯塔特
時間： 1751年
地點：瑞典
名稱由來： 德語：kupfernickel（假銅）。
元素來源
主要見於鎳黃鐵礦[(Ni,Fe)9S8]中。鎳金屬的生產方法是在鼓風爐里加熱礦石，於是礦石中的硫被氧置換。隨後用酸處理生成的氧化物，鐵就會與酸反應，而鎳保留下來。
元素用途
由於鎳的耐腐蝕性，可用作鍍層金屬、制金屬合金，也可用於制鎳鎘電池、作催化劑，以及鑄造硬幣。
元素描述
硬而柔韌的銀白色金屬。見於地殼局部，平均含量百萬分之70。能被磨得光亮如鏡，通常情況下絕不生鏽。
基本知識介紹
金屬鎳主要用於電鍍工業，鍍鎳的物品美觀、乾淨、又不易鏽蝕。極細的鎳粉，在化學工業上常用作催化劑。
鎳大量用於製造合金。在鋼中加入鎳，可以提高機械強度。如鋼中含鎳量從2．94%增加到了7.04%時，抗拉強度便由52．2公斤/毫米2增加到72．8公斤/毫米3。鎳鋼用來製造機器承受較大壓力、承受衝擊和往復負荷部分的零件，如渦輪葉片、曲軸、連桿等。含鎳36%、含碳0.3-0．5%的鎳鋼，它的膨脹係數非常小，幾乎不熱脹冷縮，用來製造多種精密機械，精確量規等。含鎳46%、含碳0．15%的高鎳鋼，叫“類鉑”，因為它的膨脹係數與鉑、玻璃相似，這種高鎳鋼可熔焊到玻璃中。在燈泡生產上很重要，可作鉑絲的代用品。一些精密的透鏡框，也用這種類鉑鋼做，透鏡不會因熱脹冷縮而從框中掉下來。由67．5%鎳、16%鐵、15%鉻、1．5%錳組成的合金，具有很大的電阻，用來製造各種變阻器與電熱器。
鎳鋼是低溫鋼中的主要一種。一般Ni含量越高的，鋼材所允許的最低使用溫度越低。例如0.5~2.5%Ni鋼主要用於-60°C~-70°C；3.5%Ni鋼主要用於-100°C左右；而9%Ni鋼可以用於-196°C。
鈦鎳合金具有“記憶”的本領，而且記憶力很強，經過相當長的時間，重複上千萬次都準確無誤。它的“記憶”本領就是記住它原來的形狀，所以人們稱它為“形狀記憶合金”。原來這種合金有一個特性轉變溫度，在轉變溫度之上，它具有一種組織結構，而在轉變溫度之下，它又有另一種組織結構。結構不同，性能也就不同。例如：一種鈦鎳記憶合金，當它在轉變溫度之上時，很堅硬，強度大，而在這個溫度以下，它卻很軟，容易冷加工。這樣，當我們需要它記憶什麼形狀時，就把它做成那種形狀，這就是它的“永久記憶“形狀，在轉變溫度以下，由於它很軟，我們便可以在相當大的程度內使其任意變形。而當需要它恢復到原來形狀時，只要把它加熱到轉變溫度以上就行了。
鎳具有磁性，能被磁鐵吸引。而用鋁、鈷與鎳製成的合金，磁性更強了。這種合金受到電磁鐵吸引時，不僅自己會被吸過去，而且在它下面吊了比它重六十倍的東西，也不會掉下來。這樣，可以用它來製造電磁起重機。
鎳的鹽類大都是綠色的。氫氧化鎳是棕黑色的，氧化鎳則是灰黑色的。氧化鎳常用來製造鐵鎳鹼性蓄電池。
二價鎳離子常用丁二酮肟來鑑定,在氨性溶液中，鎳離子(Ni2+)與丁二酮肟(Dimethylglyoxime)生成鮮紅色沉澱(Ni(dmgH)2)。
製法：
①電解法。將富集的硫化物礦焙燒成氧化物，用炭還原成粗鎳，再經電解得純金屬鎳。
②羰基化法。將鎳的硫化物礦與一氧化碳作用生成四羰基鎳，加熱後分解，又得純度很高的金屬鎳。
③氫氣還原法。用氫氣還原氧化鎳，可得金屬鎳。
