NI(化學元素)

NI(化學元素)

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瑞典人 克朗斯塔特1751年發現的一種硬而柔韌的銀白色金屬,原子序數:28,在元素周期表的第四周期VIII族。

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
NI
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

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。
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。

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