Nikiel

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

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.

Właściwości[ | edytuj kod]

Właściwości fizyczne i atomowe[ | edytuj kod]

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[ | edytuj kod]

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[ | edytuj kod]

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[ | edytuj kod]

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[ | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Alergia na nikiel.

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]




Warto wiedzieć że... beta

Izotopy – odmiany pierwiastka chemicznego różniące się liczbą neutronów w jądrze atomu (z definicji atomy tego samego pierwiastka mają tę samą liczbę protonów w jądrze). Izotopy tego samego pierwiastka różnią się liczbą masową (łączną liczbą neutronów i protonów w jądrze), ale mają tę samą liczbę atomową (liczbę protonów w jądrze).
Okręt – zwykle uzbrojona jednostka pływająca w służbie państwa, tj. jego sił zbrojnych – marynarki wojennej pod banderą wojenną, przeznaczona do wykonywania zadań bojowych. Także potocznie: duży statek.
Krater Sudbury – krater uderzeniowy położony w okolicy miasta Sudbury w prowincji Ontario w Kanadzie. Jest to trzeci co do wielkości potwierdzony krater pochodzenia meteorytowego na Ziemi, a także jeden z najstarszych.
Powłoka galwanicza – powłoka elektrolityczna. Powłoka z metalu lub stopu nałożona na inny metal lub stop. Powstaje w wyniku redukcji prądem elektrycznym na katodzie jonów metalu.
Powietrze (łac. aër) – mieszanina gazów i aerozoli składająca się na atmosferę ziemską. Pojęcie jest stosowane przede wszystkim w odniesieniu do tej części powłoki gazowej, której chemiczny skład jest wyrównany wskutek cyrkulacji gazów w troposferze (zob. homosfera, warstwa o grubości do 100 km), bywa jednak odnoszone również do wszystkich sfer ziemskiej atmosfery, o różnym składzie chemicznym i właściwościach fizycznych.
Żelazo (Fe, łac. ferrum) – metal z VIII grupy pobocznej o dużym znaczeniu gospodarczym, znane od czasów starożytnych.
Proton, p (z gr. πρῶτον – "pierwsze") − trwała cząstka subatomowa z grupy barionów o ładunku +1 i masie spoczynkowej równej ok. 1 u.

Reklama