鎳元素

鎳元素

鎳元素,是一種化學學科的一種元素名稱。

基本內容

元素原子量:58.69

元素類型:金屬

原子體積:(立方厘米/摩爾)

6.59

元素在太陽中的含量:(ppm)

80

元素在海水中的含量:(ppm)

太平洋表面 0.0001

地殼中含量:(ppm)

80

原子序數:28

元素符號:Ni

元素中文名稱:鎳

元素英文名稱:Nickel

相對原子質量:58.69

核內質子數:28

核外電子數:28

核電核數:28

質子質量:4.6844E-26

質子相對質量:28.196

所屬周期:4

所屬族數:VIII

摩爾質量:59

氫化物:NiH3

氧化物:NiO

最高價氧化物化學式:Ni2O3

氧化態:

Main Ni+2

Other Ni-1, Ni0, Ni+1, Ni+3, Ni+4, Ni+6

密度:8.902

熔點:1453.0

沸點:2732.0

聲音在其中的傳播速率:(m/S)

4900

電離能 (kJ/ mol)

M - M+ 736.7

M+ - M2+ 1735.0

M2+ - M3+ 3393

M3+ - M4+ 5300

M4+ - M5+ 7280

M5+ - M6+ 10400

M6+ - M7+ 12800

M7+ - M8+ 15600

M8+ - M9+ 18600

M9+ - M10+ 21660

外圍電子排布:3d8 4s2

核外電子排布:2,8,16,2

晶體結構:晶胞為面心立方晶胞,每個晶胞含有4個金屬原子。

晶胞參數:

aa = 352.4 pm

b = 352.4 pm

c = 352.4 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

莫氏硬度:4

顏色和狀態:銀白色金屬

原子半徑:1.62

常見化合價:+2,+3

發現人:克朗斯塔特

發現時間和地點:1751 瑞典

元素來源:鎳黃鐵礦[(Ni,Fe)9S8]

晶胞參數

aa = 352.4 pm

b = 352.4 pm

c = 352.4 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

莫氏硬度:4

顏色和狀態:銀白色金屬

原子半徑:1.62

常見化合價:+2,+3

發現人:克朗斯塔特

發現時間和地點:1751 瑞典

元素來源:鎳黃鐵礦[(Ni,Fe)9S8]

元素用途:具有鐵磁性的金屬元素,它能夠高度磨光和抗腐蝕。主要用於合金(如鎳鋼和鎳銀)及用作催化劑(如拉內鎳,尤指用作氫化的催化劑) ,可用來製造貨幣等,鍍在其他金屬上可以防止生鏽。

發現人:克郎斯塔特 發現年代:1751年

鎳的化合物

1、鎳(Ⅱ)的化合物

(1)氧化鎳:NiC2O4==NiO+CO+CO2

(2)氫氧化鎳:Ni2++2OH-==Ni(OH)2

(3)硫酸鎳 2Ni+2H2SO4+2HNO3==2NiSO4+NO2+NO+3H2O NiO+H2SO4==NiSO4+H2O NiCO3+H2SO4==NiSO4+CO2+H2O

(4)鹵化鎳:NiF2 NiCl2 NiBr2 NiI2

2、鎳( Ⅲ )的化合物

(1)氧化高鎳

4NiO+O2==2Ni2O3

2Ni(OH)2+Br2+2OH-==Ni2O3+2Br-+3H2O

2Ni2O3+4H2SO4==4NiSO4+O2+4H2O

Ni2O3+6HCl==2NiCl2+Cl2+3H2O

(2)氫氧化高鎳

4NiCO3+O2==2Ni2O3+4CO2

2Ni2++6OH-+Br2==2Ni(OH)3+2Br-

2Ni(OH)2+NaClO+H2O==2Ni(OH)3+NaCl

2Ni(OH)3+6HCl==2NiCl2+Cl2+6H2O

鎳的配合物

(1)氨配位化合物:[Ni(NH3)6]2+

(2)氰配位化合物:[Ni(CN)4]2-

(3)螯合物:[Ni(en)3]2+

(4)羰基配位化合物

(a) Ni(Co)4

(b)(C2H5)2Ni

發現過程:

1751年,瑞典的克郎斯塔特,用紅砷鎳礦表面風化後的晶粒與木炭共熱,而製得鎳。

元素描述:

有鐵磁性和延展性,能導電和導熱。常溫下,鎳在潮濕空氣中表面形成緻密的氧化膜,不但能阻止繼續被氧化,而且能耐鹼、鹽溶液的腐蝕。塊狀鎳不會燃燒,細鎳絲可燃,特製的細小多孔鎳粒在空氣中會自燃。加熱時,鎳與氧、硫、氯、溴發生劇烈反應。細粉末狀的金屬鎳在加熱時可吸收相當量的氫氣。鎳能緩慢地溶於稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸,但在發煙硝酸中表面鈍化。鎳的氧化態為-1、+1、+2、+3、+4 ,簡單化合物中以+2價最穩定,+3價鎳鹽為氧化劑。鎳的氧化物有NiO和Ni2O3。氫氧化鎳〔Ni(OH)2〕為強鹼,微溶於水,易溶於酸。硫酸鎳(NiSO4)能與鹼金屬硫酸鹽形成礬 Ni(SO4)2·6H2O(MI為鹼金屬離子)。+2價鎳離子能形成配位化合物。在加壓下,鎳與一氧化碳能形成四羰基鎳〔Ni(CO)4〕,加熱後它又會分解成金屬鎳和一氧化碳。

銀白色金屬,密度8.9克/厘米3。熔點1455℃,沸點2730℃。化合價2和3。電離能為7.635電子伏特。質堅硬,具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蝕性,在空氣中不被氧化,又耐強鹼。在稀酸中可緩慢溶解,釋放出氫氣而產生綠色的正二價鎳離子Ni2+;對氧化劑溶液包括硝酸在內,均不發生反應。鎳是一個中等強度的還原劑。

元素來源:

礦石經煅燒成氧化物後,用水煤氣或碳還原而製得。

元素用途:

主要用來製造不鏽鋼和其他抗腐蝕合金,如鎳鋼、鉻鎳鋼及各種有色金屬合金,含鎳成分較高的銅鎳合金,就不易腐蝕。也作加氫催化劑和用於陶瓷製品、特種化學器皿、電子線路、玻璃著綠色以及鎳化合物製備等等。

元素輔助資料:

鎳在地殼中含量不小,大於常見金屬鉛、錫等,但明顯比鐵少得多,而且鎳和鐵的熔點不相上下,因此注定它比鐵發現得晚。

17世紀末,歐洲人開始注意鎳砒(砷)礦。當時德國用它來製造青色玻璃,採礦工人稱它為kupfernickel。“kupfer”在德文中是“銅”;“nickel”是罵人的話,大意是“騙人的小鬼”。因此這一詞可以義譯為“假銅”。當時人們認為它是銅和砷的混合物。

瑞典化學家克隆斯特研究了這個礦物,他得到了少量與銅不同的金屬。他在1751年發表研究報告,認為這是一種新金屬,就稱它為nickel,這也就是鎳的拉丁名稱niccolum和符號Ni的來源。鎳在歐洲被發現後,德國人首先把它摻入銅中,製成所謂日耳曼銀,或稱德國銀,也就是我國的白銅。

最穩定的同位素

同位素 豐度 半衰期 衰變模式 衰變能量 衰變產物

MeV

56Ni 人造 6.077天 電子捕獲 2.136 56Co

58Ni 68.077 % 穩定

59Ni 人造 76,000年 電子捕獲 1.072 59Co

60Ni 26.233 % 穩定

61Ni 1.14 % 穩定

62Ni 3.634 % 穩定

63Ni 人造 100.1年 β衰變 2.137 63Cu

64Ni 0.926 % 穩定

鎳基本知識介紹

在自然界,最主要的鎳礦是紅鎳礦(砷化鎳)與輝砷鎳礦(硫砷化鎳)。古巴是世界上最著名的蘊藏鎳礦的國家,在多米尼加也有大量的鎳礦。

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。

document.write("");xno = xno+1;

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。

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)。

服裝服飾中的鎳

鎳一般出現在合金中,有服裝產品中用作金屬配飾,如鈕扣、拉鏈、鉚釘、金屬耳環、項鍊、戒指等。有些人對鎳會產生過敏性反應,如果長期接觸含鎳的飾品,就會對皮膚產生嚴重的刺激。

“鎳的釋放一直受到EC的限制。對長期接觸皮膚的鍍金或非鍍金產品,其每周排放的數量不超過0.5ug/CM 2。而穿環用的金屬底部組件如耳環桿,其每周排放量不能超過0.2ug/cm2。

礦物質:鎳,什麼是鎳,鎳的作用

鎳的簡介

銀白色金屬,密度8.9克/厘米3。熔點1455℃,沸點2730℃。化合價2和3。質堅硬,具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蝕性,在空氣中不被氧化,又耐強鹼。在稀酸中可緩慢溶解,釋放出氫氣而產生綠色的正二價鎳離子Ni2+;對氧化劑溶液包括硝酸在內,均不發生反應。鎳是一個中等強度的還原劑。鎳不溶於水,二價鎳可能是主要生物類型,在生物體內能與很多物質絡合、螯合或結合。

鎳的發現

鎳在地殼中含量不小,大於常見金屬鉛、錫等,但明顯比鐵少得多,而且鎳和鐵的熔點不相上下,因此注定它比鐵發現得晚。1751年,瑞典的克郎斯塔特,用紅砷鎳礦表面風化後的晶粒與木炭共熱,而製得鎳。1952年有報告提出動物體內有鎳,後來又有人提出鎳是哺乳動物的必需微量元素,1973年有人第一次提出鎳是必需微量元素。1975年以後開展了鎳的營養與代謝研究。

食物來源

含鎳豐富的食物有:朱古力、果仁、乾豆和穀類。

代謝吸收

膳食中的鎳經腸道鐵運轉系統通過腸黏膜,吸收與運轉過程尚不清楚,鎳的吸收率約3%~10%,奶、咖啡、茶、橘子汁、維生素C等使吸收率下降。在鐵缺乏或懷孕和哺乳時吸收率可增加。吸收人血的鎳通過血清中主要配體白蛋白運送到全身。鎳也與血清中的L-組氨酸和α-巨球蛋白相結合。吸收入血的鎳60%由尿排出,汗液中鎳的含量較高,膽汁也可排出不少的鎳。在某些環境中存在羰基鎳,它是無色透明液體,沸點43℃,可以蒸氣形式由呼吸系統迅速吸入,皮膚也可少量吸收,羰基鎳進入體內後約1/3在6小時由呼氣排出,其餘通過肺泡吸收入血,最後由尿排出。羰基鎳吸入後24h體內僅留17%,6天內全部排出。

生理功能

在較高等動物與人的體內,鎳的生化功能尚未了解。但體外實驗,動物實驗和臨床觀察提供了有價值的結果。

1.體外實驗顯示了鎳硫胺素焦磷酸(輔羧酶)、磷酸吡哆醛、卟啉、蛋白質和肽的親和力,並證明鎳也與RNA和DNA結合。

2.鎳缺乏時肝內6種脫氫敏減少,包括葡萄糖-6-磷酸脫氫酶、乳酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶和谷氨酸脫氫酶。這些酶參與生成NADH、無氧糖酵解、三羧循環和由胺基酸釋放氮。而且鎳缺乏時顯示肝細胞和線粒體結構有變化,特別是區域網路質不規整,線粒體氧化功能降低。

3.貧血病人血鎳含量減少,而且鐵吸收減少,鎳有刺激造血功能的作用,人和動物補充鎳後紅細胞、血紅素及白細胞增加。

生理需要

由於膳食中每日攝入鎳70~260μg/d,人的需要量是根據動物實驗結果推算的,可能需要量為25~35μg/d。

過量表現

每天攝入可溶性鎳250mg會引起中毒。有些人比較敏感,攝入600μg即可引起中毒。依據動物實驗,慢性超量攝取或超量暴露,可導致心肌、腦、肺、肝和腎退行性變。

鎳缺乏症

動物實驗顯示缺乏鎳可出現生長緩慢,生殖力減弱。

[]鎳的製法:

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。

熱門詞條

聯絡我們