28 Ni 58.693

Никель

Переходный металл Niccolum твёрдое

[Ar] 3d⁸ 4s² · 2 · 8 · 16 · 2

← Co Кобальт Cu Медь →

Ферромагнитный металл, устойчивый к коррозии и щелочам. Никель делает сталь нержавеющей вместе с хромом, придаёт ей вязкость при криогенных температурах и составляет вместе с железом ядро Земли.

3D-модель

Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.

Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб

Атомные свойства

Атомный номер: 28
Атомная масса: 58.693 а.е.м.
Электронная конфигурация: [Ar] 3d⁸ 4s²
Электроны по оболочкам: 2 · 8 · 16 · 2
Блок: d-блок
Группа: Подгруппа никеля
Период: 4
Электроотрицательность (Полинг): 1.91
Электроотрицательность (Аллен): 1.88
Атомный радиус: 149 pm
Ковалентный радиус: 124 pm
Ван-дер-ваальсов радиус: 163 pm
1-я энергия ионизации: 737.1 kJ/mol
2-я энергия ионизации: 1 753 kJ/mol
3-я энергия ионизации: 3 395 kJ/mol
4-я энергия ионизации: 5 300 kJ/mol
5-я энергия ионизации: 7 339 kJ/mol
Сродство к электрону: 112 kJ/mol
Характерные степени окисления: +2
Степени окисления: -2, -1, +1, +2, +3, +4

Физические свойства

Состояние при 25 °C: твёрдое
Плотность: 8.908 g/cm³
Температура плавления: 1 728 K · 1 454.9 °C
Температура кипения: 3 003 K · 2 729.9 °C
Скорость звука: 4 900 m/s

Тепловые свойства

Теплота плавления: 17.48 kJ/mol
Теплота испарения: 379 kJ/mol
Удельная теплоёмкость: 0.444 J/(g·K)
Теплопроводность: 90.9 W/(m·K)

Механические свойства

Модуль Юнга: 200 GPa
Модуль сдвига: 76 GPa
Модуль объёмного сжатия: 180 GPa
Коэффициент Пуассона: 0.31
Твёрдость по Моосу: 4
Твёрдость по Бринеллю: 700 MPa

Электрические и магнитные свойства

Удельное сопротивление: 69.3 nΩ·m
Магнитный тип: ферромагнетик
Точка Кюри: 627 K
Точка Нееля: нет данных
Температура сверхпроводимости: нет данных

Кристаллическая структура

Кристаллическая решётка: гранецентрированная кубическая (ГЦК)
Параметры решётки: a = 352.4 pm

Распространённость

В земной коре: 84 mg/kg
В океане: 0.00056 mg/L
Во Вселенной: 60 000 mg/kg
В теле человека: 0.015 mg/kg

Изотопы

Изотоп	Распространённость	Период полураспада	Тип распада
⁵⁸Ni	68.077 %	стабилен	—
⁶⁰Ni	26.223 %	стабилен	—
⁶¹Ni	1.14 %	стабилен	—
⁶²Ni	3.635 %	стабилен	—
⁶⁴Ni	0.926 %	стабилен	—

Никель-62 имеет наибольшую энергию связи на нуклон среди всех нуклидов — чуть больше, чем у железа-56, хотя в звёздах накапливается именно железо.

Открытие

Год открытия: 1751
Кто открыл: Аксель Фредрик Кронстедт
Где: Швеция
Происхождение названия: от немецкого Kupfernickel — «медь Николая», обманчивая руда, не дававшая меди

История

Саксонские рудокопы называли бесполезную красную руду Kupfernickel — «медью Николая», потому что она выглядела как медная, но меди не давала. Аксель Кронстедт в 1751 году выделил из неё новый металл и оставил в названии имя злого духа.

Где встречается

84 мг/кг коры, но в ядре Земли никеля в разы больше. Руды двух типов: сульфидные (Норильск, Садбери) и латеритные (Индонезия, Филиппины).

Как получают

Сульфидные руды плавят и рафинируют электролизом либо карбонильным процессом Монда. Латериты перерабатывают гидрометаллургией под давлением.

Роль в живой природе

Некоторым бактериям и растениям никель необходим — он входит в уреазу. Для человека необходимость не доказана, зато никель — самый частый контактный аллерген: реакция есть примерно у каждого десятого.

Безопасность

Контактный дерматит от бижутерии и пряжек — массовое явление, из-за чего ЕС ограничил выделение никеля из изделий. Карбонил никеля Ni(CO)₄ чрезвычайно ядовит, а пыль сульфида никеля канцерогенна.

Применение

Нержавеющая сталь — около двух третей всего никеля
Катоды литий-ионных аккумуляторов: доля никеля в них растёт по мере вытеснения кобальта
Суперсплавы для турбин реактивных двигателей
Гальванические покрытия и монеты
Катализатор гидрирования жиров

Любопытные факты

Никель-62, а не железо-56, формально возглавляет таблицу энергий связи — распространённое заблуждение работает в обратную сторону.
Карбонильный процесс Монда позволяет очищать никель до 99,99 % простым нагревом и охлаждением.
Метеоритное железо всегда содержит никель — по этому признаку его и отличают от земного.
Пятицентовая монета США называется nickel, хотя никеля в ней всего четверть.