28. Nickel (Ni)

27. Kobolt (Co) <— 28. Nickel (Ni) —> 29. Koppar (Cu)

https://sv.wikipedia.org/wiki/Nickel
https://en.wikipedia.org/wiki/Nickel

Generella egenskaper

Relativ atommassa: 58,6934 u
Utseende: Glänsande, metallisk silverfärgad med en gyllene skiftning

Fysikaliska egenskaper

Densitet (vid rumstemperatur): 8,908 g/cm³
Densitet (vid smältpunkten): 7,81 g/cm³
Aggregationstillstånd: Fast
Smältpunkt: 1 728 K (1 455 °C)
Kokpunkt: 3 003 K (2 730 °C)
Molvolym: 6,59 × 10⁻⁶ m³/mol
Smältvärme: 17,48 kJ/mol
Ångbildningsvärme: 379 kJ/mol
Specifik värmekapacitet: 444 J/(kg × K)
Molär värmekapacitet: 26,07 J/(mol × K)

Atomära egenskaper

Atomradie: 124 pm
Kovalent radie: 124 pm
van der Waalsradie: 163 pm
Elektronaffinatet: 112 kJ/mol
Arbetsfunktion: 5,15 eV

Elektronkonfiguration

Elektronkonfiguration: [Ar] 3d⁸ 4s²
e⁻ per skal: 2, 8, 16, 2

Kemiska egenskaper

Oxidationstillstånd: −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4
Oxider (basicitet): NiO, Ni₂O₃ (svagt basisk)
Elektronegativitet (Paulingskalan): 1,91
Elektronegativitet (Allenskalan): 1,88
Normalpotential: −0,257 V (Ni²⁺ + 2 e⁻ → Ni)

Diverse

Kristallstruktur: Kubisk ytcentrerad (fcc)
Ljudhastighet: 4970 m/s
Termisk expansion: 13,4 µm/(m × K) (25 °C)
Värmeledningsförmåga: 90,9 W/(m × K)
Elektrisk konduktivitet: 13,9 × 10⁶ A/(V × m)
Elektrisk resistivitet: 69,3 nΩ × m (20 °C)
Magnetism: Ferromagnetisk
Youngs modul: 200 GPa
Skjuvmodul: 76 GPa
Kompressionsmodul: 180 GPa
Poissons konstant: 0,31
Mohs hårdhet: 4
Vickers hårdhet: 638 MPa
Brinells hårdhet: 667–1600 MPa

Identifikation

CAS-nummer: 7440-02-0
Pubchem: 935
RTECS-nummer: QR5950000

Historia

Namnursprung: Från svenska kopparnickel, som innehåller det tyska ordet Nickel, ”troll”.
Upptäckt och första isolation: Axel Fredrik Cronstedt (1751)

Isotoper

Isotop	Förekomst	Halveringstid (t1/2)	Sönderfall	Sönderfallsprodukt
58Ni	68.077%	Stabil
59Ni	Spår	7.6×104 y	ε	59Co
60Ni	26.223%	Stabil
61Ni	1.140%	Stabil
62Ni	3.635%	Stabil
63Ni	{syn}	100 y	β−	63Cu
64Ni	0.926%	Stabil

https://en.wikipedia.org/wiki/Isotopes_of_nickel

---

Nickel

Nickel är ett metalliskt grundämne med det kemiska tecknet Ni och atomnummer 28.

Kännetecken

Nickel är en silvervit högglänsande metall. Den är en övergångsmetall som tillsammans med järn och kobolt kan räknas till gruppen järnmetaller. Den är hård. Den förekommer i förening med svavel i millerit, med arsenik i mineralen nickelin och skutterudit, och med arsenik och svavel i nickelglans.

På grund av att den är motståndskraftig mot oxidering används den bland annat i mynt. Dess viktigaste användning är i legeringar. Nickel är magnetisk och ett av de fem ferromagnetiska grundämnena.

Nickels vanligaste oxidationstillstånd är +2.

Användning

Omkring 65 procent av det nickel som konsumeras i västvärlden används för att framställa rostfritt stål. Ytterligare 12 procent används i superlegeringar. De kvarstående 23 % av nickelkonsumtionen delas mellan stållegeringar, uppladdningsbara batterier, katalysatorer och andra kemikalier, myntning, gjuteriprodukter och ytbehandling. Den största nickelkonsumenten är Japan, som använder 169 600 ton om året (2005).

Några av tillämpningarna är:

• Rostfritt stål och andra korrosionsresistenta legeringar
• Nickelstål används för pansarplåt och inbrottssäkra valv
• Legeringen Alnico används i magneter
• Mymetall har särskilt hög magnetisk permeabilitet och används för att skärma av magnetfält
• Monel är en kopparnickellegering som är mycket resistent mot korrosion och används för båtpropellrar, köksförråd och kemiindustrianläggningar
• Minnesmetall som används inom robotik
• Återuppladdningsbara batterier, såsom nickelmetallhydridbatterier och nickelkadmiumbatterier
• Mynt.
• Gitarrsträngar
• I elektroplätering
• I smältdeglar för kemiska laboratorier
• Många katalysatorer är baserade på nickel. Bland annat används raneynickel för hydrogenering av växtoljor

Historia

Nickel har använts under lång tid och kan spåras så långt tillbaka som till 3500 f.Kr. Bronser från nuvarande Syrien hade nickelinslag på upp till två procent. Dessutom finns kinesiska handskrifter som antyder att ”vit koppar” användes i Asien mellan 1400 och 1700 f.Kr. Eftersom nickelmalm ofta förväxlas med silvermalm är förståelsen av metallen nickel och dess användning av betydligt senare datum. Mineral som innehåller nickel (till exempel kopparnickel, tyska Kupfernickel, egentligen ungefär ”förtrollad koppar”) var värdefulla för att färga glas grönt.

Den förste som fastställde att nickel är ett eget grundämne var Axel Frederik Cronstedt, som år 1751 försökte utvinna koppar från kopparnickel (nickelin), men istället fick fram en vit metall som han kallade nickel. Detta gjorde han i Los gruva i nordvästra Hälsingland. I gruvan, som nu är ett turistmål, bröts även kobolt.

Det första myntet av ren nickel tillverkades 1881.

Biologisk roll

Många, men inte alla hydrogenaser innehåller nickel förutom järn-svavelkluster. Nickelcentrer är vanliga i de hydrogenaser vilkas funktion är att oxidera snarare än att utveckla väte.

För vissa växter är nickel nödvändigt. Studier på kycklingar och råttor tyder på att nickel är viktigt för leverns funktion.

I stora koncentrationer är nickel giftigt för de flesta livsformer. Nickel kan också orsaka allergi.

Förekomst

Större delen av den nickel som utvinns kommer från två sorters malmfyndigheter. De ena är lateriter där de främsta malmmineralerna är nickelhaltig limonit: (Fe,Ni)O(OH) och garnierit : (Ni,Mg)₃Si₂O₅(OH). De andra är magmatiska svavelfyndigheter där det främsta malmmineralet är pentlandit: (Ni,Fe)₉S₈.

Det mesta av jordens nickel antas vara koncentrerat till jordens kärna.

Utvinning och rening

Nickel kan utvinnas med extraktiv metallurgi. Den största producenten av nickel är Ryssland som utvinner 267 000 ton nickel per år. Australien och Kanada är de andra och tredje största producenterna, med 207 och 189,3 tusen ton per år.

Anrikning, smältning och rostning av malmen ger nickeloxid, som sedan reduceras med kol varpå bildad rånickel renas på elektrolytisk väg. Alternativt utförs reduktionen med vattengas och den efterföljande reningen med Mondprocessen.

H-fraser	H351, H372, H317, H412
P-fraser	P281, P273, P308+313, P302+352