Никель(Ni)
Никель (Ni) — химический элемент десятой группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева, атомный номер 28. Никель — это переходный металл, обладающий важными физическими и химическими свойствами, что делает его ценным материалом в различных сферах промышленности.
Основные характеристики атома никеля
Строение атома:
Ядро никеля содержит 28 протонов и 30 нейтронов. Вокруг него вращаются 28 электронов.
Атомная масса:
Никель имеет атомную массу около 58,6934 а.е.м. (атомных единиц массы).
Электронная конфигурация атома никеля:
[Ar] 3d8 4s2.
У никеля частично заполненная d-оболочка (3d), что определяет его химические свойства.
Физические свойства:
1. Цвет:
Чистый никель имеет серебристо-белый металлический блеск с желтоватым оттенком.
2. Температура плавления:
Около 1455 °C, что делает никель относительно тугоплавким металлом.
3. Температура кипения:
Примерно 2913 °C.
4. Плотность:
При нормальных условиях плотность никеля составляет приблизительно 8,908 г/см³.
5. Твёрдость:
Твёрдость никеля по шкале Мооса оценивается в 4, что делает его более мягким, чем, например, железо или хром.
6. Ферромагнетизм:
Никель обладает ферромагнитными свойствами, способными намагничиваться и сохранять магнитные свойства при температурах ниже точки Кюри (~358°C).
7. Тепло- и электропроводность:
Никель обладает хорошими теплопроводящими и электропроводящими свойствами, хотя уступает меди и алюминию.
1. Цвет:
Чистый никель имеет серебристо-белый металлический блеск с желтоватым оттенком.
2. Температура плавления:
Около 1455 °C, что делает никель относительно тугоплавким металлом.
3. Температура кипения:
Примерно 2913 °C.
4. Плотность:
При нормальных условиях плотность никеля составляет приблизительно 8,908 г/см³.
5. Твёрдость:
Твёрдость никеля по шкале Мооса оценивается в 4, что делает его более мягким, чем, например, железо или хром.
6. Ферромагнетизм:
Никель обладает ферромагнитными свойствами, способными намагничиваться и сохранять магнитные свойства при температурах ниже точки Кюри (~358°C).
7. Тепло- и электропроводность:
Никель обладает хорошими теплопроводящими и электропроводящими свойствами, хотя уступает меди и алюминию.
Образец никеля
Химические свойства:
1. Окислительные состояния:
В соединениях никель чаще всего проявляет степени окисления +2 и +3. Однако возможны и другие степени окисления, вплоть до +4.
2. Реакционная способность:
Никель менее активен, чем железо, и медленно реагирует с кислородом и влагой воздуха, образуя защитный слой оксида, предотвращающий дальнейшую коррозию.
Никель реагирует с кислотами, выделяя водород и образуя соли никеля.
3. Коррозионная стойкость:
Никель устойчив к коррозии благодаря образованию защитного слоя оксида на поверхности. Это свойство делает его популярным в антикоррозийных покрытиях и сплавах.
4. Катализаторы:
Никель и его соединения используются в качестве катализаторов в различных химических процессах, например, в гидрогенизации жиров и в синтезе органических веществ.
Применение:
Никель находит широкое применение благодаря своим уникальным свойствам:
1. Сплавы:
Никель часто используется в сплавах, таких как нержавеющая сталь, монель (никелевый сплав с медью), инконель (жаропрочный сплав на основе никеля и хрома). Эти сплавы обладают высокой прочностью, коррозионной стойкостью и жаростойкостью.
2. Антикоррозийные покрытия:
Никелирование — это процесс нанесения тонкого слоя никеля на поверхность металлических изделий для защиты от коррозии и улучшения внешнего вида.
3. Электротехника и электроника:
Никель используется в производстве батарей и аккумуляторов, таких как никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металлогидридные (NiMH) батареи.
4. Керамика и стекло:
Оксиды никеля добавляют в керамические изделия и стекла для придания им специфических цветов и свойств.
5. Катализаторы:
Никель широко используется в каталитических процессах, таких как гидрирование ненасыщенных углеводородов и дегидратация спиртов.
1. Окислительные состояния:
В соединениях никель чаще всего проявляет степени окисления +2 и +3. Однако возможны и другие степени окисления, вплоть до +4.
2. Реакционная способность:
Никель менее активен, чем железо, и медленно реагирует с кислородом и влагой воздуха, образуя защитный слой оксида, предотвращающий дальнейшую коррозию.
Никель реагирует с кислотами, выделяя водород и образуя соли никеля.
3. Коррозионная стойкость:
Никель устойчив к коррозии благодаря образованию защитного слоя оксида на поверхности. Это свойство делает его популярным в антикоррозийных покрытиях и сплавах.
4. Катализаторы:
Никель и его соединения используются в качестве катализаторов в различных химических процессах, например, в гидрогенизации жиров и в синтезе органических веществ.
Применение:
Никель находит широкое применение благодаря своим уникальным свойствам:
1. Сплавы:
Никель часто используется в сплавах, таких как нержавеющая сталь, монель (никелевый сплав с медью), инконель (жаропрочный сплав на основе никеля и хрома). Эти сплавы обладают высокой прочностью, коррозионной стойкостью и жаростойкостью.
2. Антикоррозийные покрытия:
Никелирование — это процесс нанесения тонкого слоя никеля на поверхность металлических изделий для защиты от коррозии и улучшения внешнего вида.
3. Электротехника и электроника:
Никель используется в производстве батарей и аккумуляторов, таких как никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металлогидридные (NiMH) батареи.
4. Керамика и стекло:
Оксиды никеля добавляют в керамические изделия и стекла для придания им специфических цветов и свойств.
5. Катализаторы:
Никель широко используется в каталитических процессах, таких как гидрирование ненасыщенных углеводородов и дегидратация спиртов.
