化學元素解釋：

概述

鎳是一種銀白色金屬，首先是1751年由瑞典礦物學家克朗斯塔特(A.F.Cronstedt)分離出來的。由于它具有良好的機械強度和延展性，難熔耐高溫，并具有很高的化學穩定性，在空氣中不氧化等特征，因此是一種十分重要的有色金屬原料，被用來制造不銹鋼、高鎳合金鋼和合金結構鋼，廣泛用于飛機、雷達、導彈、坦克、艦艇、宇宙飛船、原子反應堆等各種軍工制造業。在民用工業中，鎳常制成結構鋼、耐酸鋼、耐熱鋼等大量用于各種機械制造業。鎳還可作陶瓷顏料和防腐鍍層，鎳鈷合金是一種永磁材料，廣泛用于電子遙控、原子能工業和超聲工藝等領域，在化學工業中，鎳常用作氫化催化劑。[1]

綜合性質

元素名稱：鎳

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

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]

發現過程：1751年，瑞典的克郎斯塔特，用紅砷鎳礦表面風化后的晶粒與木炭共熱，而制得鎳。

鎳在地殼中含量不小，大于常見金屬鉛、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。當時德國用它來制造青色玻璃，采礦工人稱它為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。鎳在歐洲被發現后，德國人首先把它摻入銅中，制成所謂日耳曼銀，或稱德國銀，也就是中國的白銅。

來源及用途

元素來源：礦石經煅燒成氧化物后，用水煤氣或碳還原而制得。

元素用途：主要用來制造不銹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于陶瓷制品、特種化學器皿、電子線路、玻璃著綠色以及鎳化合物制備等等。具有鐵磁性的金屬元素,它能夠高度磨光和抗腐蝕。主要用于合金(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) ，可用來制造貨幣等，鍍在其他金屬上可以防止生銹。

同位素

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

相關知識

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。

金屬鎳主要用于電鍍工業，鍍鎳的物品美觀、干凈、又不易銹蝕。極細的鎳粉，在化學工業上常用作催化劑。

鎳大量用于制造合金。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。鎳鋼用來制造機器承受較大壓力、承受沖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，它的膨脹系數非常小，幾乎不熱脹冷縮，用來制造多種精密機械，精確量規等。含鎳46%、含碳0.15%的高鎳鋼，叫“類鉑”，因為它的膨脹系數與鉑、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，用來制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，重復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么形狀時，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，由于它很軟，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、鈷與鎳制成的合金，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，可以用它來制造電磁起重機。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。氧化鎳常用來制造鐵鎳堿性蓄電池。二價鎳離子常用丁二酮肟來鑒定,在氨性溶液中，鎳離子(Ni2+)與丁二酮肟(Dimethylglyoxime)生成鮮紅色沉淀(Ni(dmgH)2)。