Nikiel

Nikiel jest pierwiastkiem chemicznym o symbolu Ni i liczbie atomowej 28. Jest biało-srebrzystym metalem o lekkim złotym zabarwieniu. Nikiel należy do grupy metali przejściowych, charakteryzuje się typową dla tej grupy metali twardością i ciągliwością. Czysty nikiel wykazuje stosunkowo dużą aktywność chemiczną, która jest szczególnie widoczna kiedy metal jest w postaci proszku, co zwiększa powierzchnię, na której zachodzi reakcja. W większych bryłach metalu, w temperaturze pokojowej jest mało aktywny chemicznie, reaguje on powoli z powietrzem ze względu na tworzenie się ochronnej warstwy tlenkowej na powierzchni. Jest jednak na tyle podatny na utlenianie, że w skorupie ziemskiej nie występuje on w postaci rodzimej, wyjątkiem są meteoryty żelazowo-niklowe, w których występuje w postaci stopu z żelazem. Uważa się, że stop żelazowo-niklowy znajduje się w jądrze Ziemi. Ze względu na powolne tempo utleniania w temperaturze pokojowej uznaje się go za metal odporny na korozję. Dawniej stosowany był do platerowania żelaza i mosiądzu stosowanego w aparaturze chemicznej, a także w pewnych stopach utrzymujących połysk, jak nowe srebro.

Platerowanie (metalurgia) – nakładanie na wyroby metalowe cienkich powłok z innych metali, np. z aluminium na podłożu miedzi, stali niestopowej, niklu i jego stopów. Wykonuje się również powłoki tytanowe na podłożu miedzi, stali niestopowych i nierdzewnych lub stali nierdzewnej na stali niestopowej. Wyroby platerowane są nazywane platerami. Grubość powłok mieści się zwykle w zakresie 1,5 – 15% grubości podłoża, ale czasami stanowi do 50%.Produkt rozpadu (produkt przemiany promieniotwórczej, produkt pochodny, izotop pochodny, nuklid pochodny) – w fizyce jądrowej jest to nuklid powstały w wyniku rozpadu promieniotwórczego. Reakcja promieniotwórcza często posiada następujące po sobie etapy (szereg promieniotwórczy), będącymi rozpadami, w których tworzą się izotopy pochodne. Na przykład, U-238 rozpada się do Th-234, który dalej rozpada się do Pa-234, by po kilku następnych etapach przejść w stabilny izotop Pb-206:

Nikiel jest jednym z czterech pierwiastków (obok żelaza, kobaltu i gadolinu), które są ferromagnetykami w temperaturze pokojowej. Trwałe magnesy wykonane z alniko, zawierające do 26% niklu, są pod względem mocy pomiędzy magnesami trwałymi opartymi na żelazie, a magnesami opartymi na metalach ziem rzadkich. Metal jest głównie używany do produkcji stopów; około 60% światowej produkcji jest używane w produkcji stali nierdzewnej. Inne stopy i nadstopy stanowią większość pozostałych zastosowań niklu, a tylko ok. 3% światowej produkcji jest wykorzystywana do produkcji związków. Pierwiastek ma wiele niszowych zastosowań, takich jak katalizator w hydrogenacji, produkcji soli używanych w galwanotechnice czy barwieniu ceramiki.

Promień atomowy - umowna odległość najdalej położonych elektronów występujących w danym atomie od jądra tego atomu, ustalana teoretycznie dla atomów uczestniczących w hipotetycznych wiązaniach chemicznych.Gadolin (Gd, łac. gadolinium) – pierwiastek chemiczny z grupy lantanowców w układzie okresowym, posiadający silne własności ferromagnetyczne. Nazwa pochodzi od nazwiska mineraloga i chemika fińskiego Johana Gadolina. Został odkryty w 1880 r. przez Jeana Charles’a Galissarda de Marignac.

Spis treści

1 Właściwości

1.1 Właściwości fizyczne i atomowe

1.2 Konfiguracja elektronowa

1.3 Izotopy

1.4 Właściwości chemiczne

1.5 Właściwości biologiczne

2 Historia

3 Występowanie

4 Zastosowanie

5 Uwagi

6 Przypisy

Właściwości

Właściwości fizyczne i atomowe

Nikiel jest srebrzysto-białym metalem z delikatnym złotym odcieniem charakteryzujący się bardzo wysokim połyskiem. Należy do metali przejściowych, który jest twardy i ciągliwy Jest jednym z czterech metali będących ferromagnetykami w pobliżu temperatury pokojowej (inne to żelazo, kobalt i gadolin. Jego temperatura Curie wynosi 355 °C (powyżej tej temperatury staje się paramagnetykiem). Komórka sieciowa niklu jest ściennie-centrowanym sześcianem z parametrem sieci przestrzennej na poziomie 0,352 nm, co daje promień atomowy 0,124 nm. Sieć krystaliczna jest stabilna do ciśnienia 70 GPa. Ma 29 izotopów z przedziału mas 50–78, z których 5 (58, 60, 61, 62, 64) jest trwałych.

Nuklid – w fizyce jądrowej, jądro atomowe o określonej liczbie nukleonów (protonów i neutronów). Nuklidy można podzielić na kilka grup:Absorpcja (łac. absorbere = wchłaniać) – termin z zakresu chemii fizycznej oznaczający proces wnikania jednej substancji (cząsteczek, atomów lub jonów) do innej substancji tworzącej dowolną fazę ciągłą (gazu, cieczy, ciała stałego itp.).

Konfiguracja elektronowa

Atom niklu ma dwie konfiguracje [Ar] 3d 4s i [Ar] 3d 4s, (symbol [Ar] odnosi się do struktury elektronowej argonu), które są bardzo bliskie siebie energetycznie. Co do jedynej konfiguracji elektronowej niklu toczy się dyskusja, gdyż struktura [Ar] 4s 3d, która może być również zapisana jako [Ar] 3d 4s, jest zgodna z regułą Madelunga (Hunda), która przewiduje, że 4s jest zapełniona przed 3d. Stwierdzenie to wsparte jest wynikami doświadczalnymi, które potwierdzają, że najniższy stan energetyczny atomu niklu występuje przy 3d 4s, a szczególnie przy 3d(F, J = 4 poziom). Średnia energia konfiguracji [Ar] 3d 4s jest w rzeczywistości niższa niż średnia energia stanu konfiguracji [Ar] 3d 4s Z tego powodu przyjmuje się stan podstawowy konfiguracji atomu niklu jako [Ar] 3d 4s.

Saksonia, Wolny Kraj Saksonia (łac. Saxonia; niem. Freistaat Sachsen; górnołuż. Swobodny stat Sakska; dolnołuż. Zwězkowy kraj Sakska) – kraj związkowy w Niemczech graniczący z Polską, Czechami i z następującymi krajami związkowymi: Bawaria, Turyngia, Saksonia-Anhalt i Brandenburgia. Stolicą jest Drezno. Obecnie niewielki skrawek historycznej Saksonii znajduje się w Polsce, w województwie dolnośląskim (okolice Bogatyni). Republika Saksonii jest spółką prawa publicznego. Reprezentuje ją premier Stanislaw Tillich.Stopień utlenienia (liczba utlenienia) – formalna wartość ładunku atomu w związku chemicznym przy założeniu, że wszystkie wiązania chemiczne w danej cząsteczce mają charakter wiązań jonowych. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów w cząsteczce obojętnej oraz dla wolnych pierwiastków wynosi 0, a w jonach ma wartość ładunku jonu.

Izotopy

Izotopy niklu posiadają zakres masy atomowej od (Ni) do 78 u (Ni). Naturalnie występujący nikiel składa się z pięciu stabilnych izotopów: Ni, Ni, Ni, Ni i Ni, z Ni, który jest najbardziej rozpowszechnionym izotopem niklu (68,077% występowania w naturze). Izotopy niklu cięższe niż 62 u nie mogą być wytworzone na drodze fuzji jądrowej bez utraty energii. Nikiel-62 ma najwyższą średnią energię jądrową wiązania nukleonu w nuklidzie – 8,7946 MeV/nukleon. Jego energia wiązania jest wyższa niż energie wiązania izotopów żelaza 56 i 58, które błędnie uważa się za najmocniej związane nuklidy.

Elektroliza — w chemii i fizyce - ogólna nazwa na wszelkie zmiany struktury chemicznej substancji, zachodzące pod wpływem przyłożonego do niej zewnętrznego napięcia elektrycznego. W węższym zakresie pojęcie to obejmuje tylko procesy rozkładu. Elektrolizie towarzyszyć może (choć nie musi) szereg dodatkowych zjawisk, takich jak dysocjacja elektrolityczna, transport jonów do elektrod, wtórne przemiany jonów na elektrodach i inne. W sensie technologicznym przez elektrolizę rozumie się wszystkie te procesy łącznie.Nukleony – wspólna nazwa protonów i neutronów, czyli podstawowych cząstek tworzących jądro atomu. Nukleony składają się z kwarków. Choć przez obecne teorie cząstek protony i neutrony nie są uznawane za cząstki elementarne, ale z historycznych względów zalicza się je do cząstek elementarnych.

Stabilny izotop Ni-60 jest produktem rozpadu wygasłego radionuklidu Fe-60 (czas półtrwania 2,6 mln lat). Ponieważ Fe-60 ma długi okres półtrwania, jego obecność w materiale z Układu Słonecznego może tworzyć obserwowalne zmiany w składzie izotopowym Ni-60. Stąd też zawartość Ni-60 w materiale pozaziemskim może dostarczać wskazówek co do genezy i kształtowania się Układu Słonecznego.

Stany Zjednoczone, Stany Zjednoczone Ameryki (ang. United States, US, United States of America, USA) – federacyjne państwo w Ameryce Północnej graniczące z Kanadą od północy, Meksykiem od południa, Oceanem Spokojnym od zachodu, Oceanem Arktycznym od północnego zachodu i Oceanem Atlantyckim od wschodu.Polimeryzacja to reakcja, w wyniku której związki chemiczne o małej masie cząsteczkowej zwane monomerami lub mieszanina kilku takich związków reagują same ze sobą, aż do wyczerpania wolnych grup funkcyjnych, w wyniku czego powstają cząsteczki o wielokrotnie większej masie cząsteczkowej od substratów, tworząc polimer.

Scharakteryzowano 18 radioizotopów niklu, spośród których najtrwalszymi są; nikiel-59 o okresie półtrwania 76 tysięcy lat, nikiel-63 – 100,1 lat, i nikiel-56 – 6,077 dnia.Pozostałe radioizotopy nie są trwalsze niż 60 godzin, z czego większość posiada okres półtrwania krótszy niż 30 sekund. Radioaktywny nikiel-56 jest produkowany w procesie „spalania” krzemu w gwiazdach oraz późniejsze uwolnienie go w wybuchu supernowej typu Ia. Krzywa blasku tych supernowych w środkowym i końcowym okresie odpowiada rozpadowi poprzez wychwyt elektronu niklu-56 do kobaltu-56 i ostatecznie do żelaza-56.

Utlenianie – reakcja chemiczna, w której atom przechodzi z niższego na wyższy stopień utlenienia (co jest równoważne z oddaniem elektronów).JSTOR (/dʒeɪ-stɔːr/, skrót od ang. Journal Storage) – biblioteka cyfrowa utworzona w 1995 roku. Początkowo zawierała cyfrowe kopie czasopism naukowych o wyczerpanym nakładzie. Następnie zaczęła zbierać także książki, materiały źródłowe oraz aktualne numery czasopism naukowych. Pozwala na wyszukiwanie w pełnej treści niemal 2000 czasopism naukowych.

Nikiel-59 znalazł zastosowanie w geochemii izotopowej, między innymi do datowania ziemskiego wieku meteorytów i określania zawartości pozaziemskiego pyłu w lodzie i osadach. Nuklid Ni-48, odkryty w 1999 roku jest najbogatszym w protony ciężkim izotopem. Z 28 protonami i 20 neutronami Ni-48 jest podwójnie magiczny i stąd wyjątkowo stabilny.

Stop metali (dawniej także: aliaż) – tworzywo o właściwościach metalicznych, w którego strukturze metal jest osnową, a poza nim występuje co najmniej jeden dodatkowy składnik, zwany dodatkiem stopowym. Dodatki są wprowadzane w celu poprawienia wytrzymałościowych właściwości materiału. Zwykle pogarszają plastyczność, przewodnictwo elektryczne, przewodnictwo cieplne. Często zmniejszają również odporność na korozję.Alergia (popularnie stosowane synonimy uczulenie, nadwrażliwość) – patologiczna, jakościowo zmieniona odpowiedź tkanek na alergen, polegająca na reakcji immunologicznej związanej z powstaniem swoistych przeciwciał, które po związaniu z antygenem doprowadzają do uwolnienia różnych substancji – mediatorów stanu zapalnego. Może się objawiać łagodnie, jak w przypadku kataru czy łzawienia, aż po zagrażający życiu wstrząs anafilaktyczny i śmierć.

Właściwości chemiczne

Nikiel w związkach występuje najczęściej na II, rzadziej na III stopniu utlenienia. Tworzy szereg związków kompleksowych, takich jak niklocen czy fosfiny i karbonylki niklu, które znalazły zastosowanie jako katalizatory. Na kompleksach niklu oparte są katalizatory polimeryzacji polietylenu wysokociśnieniowego.

Półmetale (metaloidy) – pierwiastki chemiczne, które mają własności pośrednie między metalami i niemetalami. Zalicza się do nich: antymon, arsen, bor, german, krzem, tellur oraz czasami także selen, glin, polon i astat, w niektórych podręcznikach także węgiel, mający najwyższą temperaturę topnienia z dotychczas poznanych pierwiastków, oraz fosfor (tworzący odmianę czarną o właściwościach fizycznych przypominających metal).Uwodornianie, uwodornienie, hydrogenizacja,hydrogenacja, wodorowanie – reakcja redukcji polegająca na przyłączaniu wodoru do danego związku chemicznego.

Właściwości biologiczne

Nikiel jest mikroelementem. Znanych jest osiem enzymów zawierających go w centrum aktywnym. Jego minimalne, dzienne dobowe spożycie wynosi 0,3 mg.

U niektórych osób kontakt z przedmiotami zawierającymi nikiel prowadzi do stanów zapalnych, w tym do alergii.

Pure and Applied Chemistry (skrócona nazwa Pure Appl. Chem.) – oficjalne czasopismo Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC). Jest miesięcznikiem zawierającym rekomendacje dot. nomenklatury, symboli i jednostek oraz raporty i wykłady z sympozjów sponsorowanych przez IUPAC. Impact factor w 2010 roku wynosił 2,128.Szklary – wieś w Polsce położona w województwie dolnośląskim, w powiecie ząbkowickim, w gminie Ząbkowice Śląskie.

Podstrony: 1 [2] [3] [4]