Nikiel (Ni)

Nikiel w układzie okresowym

Pierwiastek leży w czwartym okresie, czyli w czwartym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 4 powłokach. Znajduje się w 10 grupie (blok d — pierwiastek przejściowy, zapełniana jest podpowłoka d). W tej samej grupie stoją: Pallad, Platyna, Darmsztadt — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Nikiel jest ciałem stałym (topnieje w 1455 °C, wrze w 2913 °C).

Nikiel — co to za pierwiastek

Monety, stal nierdzewna i katalizatory uwodorniania tłuszczów.

Właściwości pierwiastka Nikiel

Nikiel jest srebrzystobiałym metalem z leciutko żółtawym odcieniem, twardym, ale wciąż kowalnym i dającym się walcować na blachę. Topi się w 1455 °C, wrze w 2913 °C, a jego gęstość wynosi 8,908 g/cm³. Konfiguracja [Ar] 3d⁸ 4s² daje mu stopnie utlenienia +2 i +3, przy czym w praktyce niemal zawsze spotykamy nikiel dwuwartościowy, a jego sole i roztwory są zielone. Elektroujemność ma 1,91. Najbardziej charakterystyczna cecha to ferromagnetyzm — nikiel przyciąga magnes i sam daje się namagnesować, podobnie jak żelazo i kobalt. Na powietrzu pokrywa się cienką, szczelną warstewką tlenku, która chroni go przed dalszą korozją. Roztwarza się w kwasie azotowym. Jest silnym alergenem kontaktowym, a niektóre jego związki uznaje się za rakotwórcze.

Zastosowanie pierwiastka Nikiel

Największa część niklu na świecie idzie do stali nierdzewnej — dodatek niklu obok chromu sprawia, że stal jest odporna na korozję, plastyczna i niemagnetyczna, dzięki czemu robi się z niej zlewy, garnki, zbiorniki w mleczarniach i aparaturę chemiczną. Nikiel jest też podstawą stopów specjalnych: nichrom, czyli stop niklu z chromem, ma duży opór elektryczny i znosi wysoką temperaturę, więc kręci się z niego spirale grzejne w opiekaczach, czajnikach i suszarkach; monel wytrzymuje wodę morską; superstopy niklowe pracują w łopatkach turbin silników odrzutowych. Monety w wielu krajach, także europejskie, bite są ze stopów zawierających nikiel. W akumulatorach nikiel siedzi w ogniwach NiMH, a także w katodach akumulatorów litowo-jonowych napędzających samochody elektryczne. Rozdrobniony nikiel jest katalizatorem uwodorniania — to on zamienia ciekłe oleje roślinne w tłuszcze stałe, między innymi przy produkcji margaryny. Niklowanie galwaniczne daje błyszczącą powłokę ochronną, często jako podkład pod chrom.

Nikiel — najważniejsze związki chemiczne

Tlenek niklu(II) NiO to zielonoczarny proszek używany w ceramice, w szkliwach i przy produkcji katalizatorów. Siarczan niklu(II) NiSO₄ tworzy szmaragdowe kryształy i jest podstawą kąpieli galwanicznych do niklowania. Chlorek niklu(II) NiCl₂ oraz wodorotlenek Ni(OH)₂ służą w chemii nieorganicznej i w akumulatorach, gdzie wodorotlenek utlenia się do NiOOH i wraca do postaci wyjściowej podczas ładowania i rozładowania. Osobno warto zapamiętać tetrakarbonylek niklu Ni(CO)₄ — lotną, bezbarwną i skrajnie trującą ciecz, dzięki której w procesie Monda oczyszcza się nikiel do bardzo wysokiej czystości. W analizie jony niklu(II) wykrywa się dimetyloglioksymem, dającym intensywnie różowy osad.

Nikiel — gdzie go spotykasz

• monety
• stal nierdzewna
• akumulatory
• margaryna

Nikiel w szkole — co trzeba wiedzieć

Nikiel siedzi w dziesiątej grupie, w czwartym okresie, w bloku d — to metal przejściowy. Konfiguracja [Ar] 3d⁸ 4s² jest w tym miejscu tablicy wyjątkowo wygodna, bo nikiel nie ma anomalii, jaką mają jego sąsiedzi chrom i miedź; jeśli uczysz się wyjątków, nikiel do nich nie należy. Absolutny klasyk sprawdzianów: trzy pierwiastki ferromagnetyczne to żelazo, kobalt i nikiel. Drugi klasyk: nikiel stoi w szeregu elektrochemicznym przed wodorem, więc reaguje z kwasem solnym i wypiera z niego wodór, choć robi to powoli. Uważaj na symbol — Ni to nikiel, N to azot, a Na to sód. I zapamiętaj kolor: sole niklu(II) w roztworze są zielone.

Nikiel — historia odkrycia

Nikiel wyodrębnił w 1751 roku szwedzki mineralog Axel Fredrik Cronstedt, badając rudę zwaną przez saskich górników Kupfernickel. Ruda wyglądała jak bogata ruda miedzi, miała czerwonawy połysk, ale nie dawało się z niej wytopić ani grama miedzi. Górnicy uznali, że to sprawka złośliwego skrzata Nickela, i nazwali kamień miedzią diabła. Cronstedt pokazał, że winna nie jest żadna zjawa, tylko nieznany dotąd metal, i zostawił mu drugą część górniczego przezwiska. Przez lata inni chemicy nie dowierzali, że to osobny pierwiastek, i podejrzewali, że Cronstedt wydzielił zanieczyszczoną mieszaninę znanych już metali. Spór rozstrzygnęły dopiero późniejsze, czystsze próbki, a nazwa niklu została w niemal niezmienionej formie w większości języków.

Nikiel — skąd wzięła się nazwa

niem. Kupfernickel — „miedź diabła”

Nikiel — izotopy

nikiel-58 dominuje

Nikiel — bezpieczeństwo

Silny alergen; niektóre związki rakotwórcze.

Ciekawostki o pierwiastku Nikiel

• Uczulenie na nikiel to najczęstsza alergia kontaktowa na świecie.
• Jądro Ziemi to głównie żelazo z domieszką niklu, a meteoryty żelazne rozpoznaje się właśnie po zawartości niklu — bez niego byłby to zwykły kawałek rudy.
• Największe złoże niklu w Kanadzie, w basenie Sudbury, leży w miejscu, w które uderzył ogromny meteoryt.
• Amerykańska pięciocentówka nosi potoczną nazwę nickel, choć niklu jest w niej mniej niż miedzi.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Nikiel