Dieser Artikel beschäftigt sich mit dem chemischen Element 'Nickel'. Für andere Bedeutungen siehe Nickel (Begriffsklärung).
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| Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Name, Symbol, Ordnungszahl | Nickel , Ni, 28 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie | Übergangsmetalle | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 10 , 4 , d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte, Mohshärte | 8908 kg/m3, 4.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | glänzend, metallisch, silbrig | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomgewicht | 58.6934 amu | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 135 (149) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 121 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| van der Waals-Radius | 163 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Ar]3d84s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| e- 's pro Energieniveau | 2, 8, 16, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände (Oxid) | 2,3 (leicht basisch) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | kubisch flächenzentriert | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand (Magnetismus) | fest (ferromagnetisch) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 1728 K (1455°C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 3186 K (2913°C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 6.59 ×10-3 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungswärme | 370.4 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzwärme | 17.47 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dampfdruck | 237 Pa bei 1726 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 4970 m/s bei 293.15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verschiedenes | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 1.91 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 440 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 14.3 106/m Ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 90.7 W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 737.1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 1753 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 3395 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 5300 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stabilste Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt, sofern nicht anders angegeben. |
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Nickel ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ni und der Ordnungszahl 28.
Eigenschaften
Nickel ist ein silbrig weißes Metall. Im Periodensystem gehört es zur Eisen-Gruppe. Es ist hart, schmiedbar, und duktil. Nickelhaltige Erze sind: Nickelmangetkies, Garnierit, Gelbnickelkies und Rotnickelkies.
Wegen seiner Oxidationsbeständigkeit wird Nickel in Münzen und als Überzug für andere Metalle und Legierungen wie Eisen und Messing verwendet, außerdem in chemischen Apparaten und in einigen Legierungen wie Neusilber. Nickel ist magnetisch und wird in seinen Erzen häufig von Kobalt begleitet.
Der häufigste Oxidationszustand ist +2. Seltener werden +1 und +3 Nickel-Komplexe beobachtet.
Anwendungen
Etwa 65% des Nickels wird zur Herstellung von Edelstahl verwendet. Weitere 12% werden für Superlegierungen verbraucht. Die restlichen 23% verteilen sich auf legierte Stähle, Akkus, Katalysatoren (z.B. zur Härtung von Speiseölen) und andere Chemikalien, Münzen, Gießereiprodukte und Nickelbeschichtungen.
Geschichte
Nickel wurde bereits 3500 v. Chr. benutzt. Bronze aus dem Gebiet des heutigen Syriens enthielt bis zu 2% Nickel. Chinesische Schriften bezeugen, dass in Asien "weißes Kupfer" (Neusilber) zwischen 1700 und 1400 v. Chr. verwendet wurde. Da Nickelerze jedoch leicht mit Silbererzen verwechselt werden können, datieren ein Verständnis des Metall und seine zielgerichtete Nutzung erst in neuere Zeit.
Nickelhaltige Minerale wurden auch zur Glasfärbung verwendet. 1751 versuchte Baron Axel Frederik Cronstedt Kupfer aus Rotnickelkies zu gewinnen, erhielt stattdessen aber ein weißes Metall, das er Nickel nannte.
Die erste Münze aus reinem Nickel wurde 1881 geprägt.
Darstellung
Nickel wird durch das so genannte Mondverfahren gereinigt, welches 1890 von Ludwig Mond entwickelt wurde. Bei diesem Verfahren reagiert Nickel mit Kohlenmonoxid, löst sich von den Verunreinigungen als flüssiges Nickeltetracarbonyl und bleibt nach Erwärmung auf 400 K als reines Nickel zurück, da das CO wieder freigesetzt wird.
Biologische Rolle
Viele, wenn nicht alle Hydrogenasen enthalten zusätzlich zu Eisen-Schwefel-Clustern auch Nickel. Nickel-Zentren sind ein charakteristisches Element in Hydrogenasen, deren Funktion es ist zu oxidieren anstatt Wasserstoff zu erzeugen. Das Nickelzentrum scheint seinen Oxidationszustand zu ändern, und es gibt Hinweise darauf, dass das Nickelzentrum der aktive Teil dieser Enzyme sein könnte.
Gesundheitliche Probleme
Da viele Menschen eine Nickelallergie haben, werden Metalle und Legierungen, die mit der Haut in Kontakt kommen können, in den letzten Jahren seltener vernickelt.