نیکل

شرح تصویر:

تصویر لوبیا پخته را نشان می‌دهد که میزان قابل‌توجی نیکل دارد.

شکل ظاهری:

نیکل فلزی نقره‌ای رنگ و حتی در دماهای بالا در برابر خوردگی مقاوم است.

کاربردها:

نیکل در برابر خوردگی مقاوم است و از آن به عنوان پوشش محافظ دیگر فلزات استفاده می‌کنند؛ اما کاربرد اصلی نیکل در ساختن آلیاژهایی چون فولاد ضدزنگ است. نیکروم آلیاژی از نیکل و کروم، همراه با مقدار کمی سیلیسیم، منگنز و آهن است. نیکروم حتی اگر از گرما قرمز شود در برابر خوردگی مقاوم است و به همین دلیل در توسترها و فرهای برقی به کار می‌رود. در کارخانه‌های صنعتی آب‌شیرین‌کن که آب دریا را به آب شیرین تبدیل می‌کنند، آلیاژی از مس و نیکل به کار می‌رود. فولاد نیکل‌دار برای آبکاری زره‌پوش‌ها استفاده می‌شود. دیگر آلیاژهای نیکل در ساخت شفت پروانه‌ای قایق‌ها و پره‌های توربین کاربرد دارد.

از نیکل در باتری‌ها مانند باتری‌های قابل شارژ نیکل‌ـ کادمیم و باتری‌های نیکل‌ـ هیدرید فلزی استفاده می‌شود که این باتری‌ها در وسایل نقلیه هیبریدی به کار می‌روند.

استفاده از نیکل در سکه‌ها تاریخچه‌ای طولانی‌ دارد. سکه‌های پنج سِنتی آمریکا (که به آنها نیکل گفته می‌شود) شامل ۲۵ درصد نیکل و ۷۵ درصد مس است.

فلز نیکلِ خردشده به قطعات بسیار ریز به‌عنوان کاتالیزگر در هیدروژنه کردن روغن‌های گیاهی استفاده می‌شود. افزودن نیکل به شیشه، آن را به رنگ سبز درمی‌آورد.

نقش زیست‌شناختی:

نقش زیست‌شناختی نیکل نامعلوم است. نیکل ممکن است در رشد گیاهان مؤثر باشد و نشان داده شده که برای برخی گونه‌ها ضروری است.

برخی از ترکیبات نیکل می‌توانند در صورت استنشاق غبارشان سرطان‌زا باشند و برخی افراد نیز به تماس با این فلز حساسیت دارند.

از نیکل نمی‌توان به‌طور کامل اجتناب کرد. ما نیکل را همراه با مواد غذایی مصرف می‌کنیم. در برخی حبوبات مانند لوبیای سفید نیکل عنصر اصلی است.

فراوانی طبیعی:

کانی‌هایی که از آن‌ها نیکل استخراج می‌شود، سولفیدهای آهن/ نیکل مانند پنتلاندیت هستند. نیکل در کانی‌های دیگر، مثل گارنیریت نیز یافت می‌شود.

مقدار قابل توجهی از نیکل موجود در کرۀ زمین با شهاب‌سنگ‌ها به زمین رسیده است. برخی از این شهاب‌سنگ‌ها صدها میلیون سال قبل در ناحیه‌ای نزدیک به انتاریو کانادا فرود آمده‌اند. این ناحیه در حال حاضر حدود ۱۵ درصد از تولید جهانی نیکل را تأمین می‌کند.

شهاب‌سنگ‌ها دارای آهن و نیکل‌اند و در زمان‌های قدیم از آن‌ها به عنوان آهن درجه‌یک استفاده می‌شد. از آنجا که این فلز زنگ نمی‌زد، بومی‌های پرو آن را نوعی نقره می‌دانستند. آلیاژی از روی و نیکل به نام pai-t’ung (مس سفید)، ۲۰۰ سال پیش از میلاد مسیح در چین کاربرد داشته و حتی به اروپا رسیده بود.

در سال ۱۷۵۱ میلادی، اَکسل فردریک کرونستِد که در استکهلم کار می‌کرد یک کانی جدید را بررسی می‌کرد که از معدنی در هلسینگلند سوئد به دست آمده بود و اکنون نیکلین (NiAs) نام دارد. کرونستد تصور می‌کرد که این کانی بایستی دارای مس باشد، اما چیزی که از آن استخراج کرد فلزی جدید بود که او کشف آن را با نام نیکل در سال ۱۷۵۴ میلادی اعلام کرد. بسیاری شیمیدان‌ها تصور می‌کردند که این فلز آلیاژی از کبالت، آرسنیک، آهن و مس باشد (این عنصرها به صورت آلاینده‌های کم‌مقدار موجود بودند). سرانجام در سال ۱۷۷۵ میلادی توربرن برگمن نیکل خالص را تولید و ماهیت عنصری آن را تأیید کرد.

 

شعاع اتمی ناپیوندی (Å): ۱/۹۷	شعاع کووالانسی (Å): ۱/۱۷
الکترون‌خواهی (kJ/mol): ۱۱۱/۵۳۷	الکترونِگاتیویته (مقیاس پاولینگ): ۱/۹۱

انرژی‌های یونش	اول	دوم	سوم	چهارم	پنجم	ششم	هفتم	هشتم
kJ/mol	۷۳۷/۱۲۹	۱۷۵۳/۰۲۷	۳۳۹۵/۳۲	۵۲۹۷	۷۳۳۸/۶۷	۱۰۴۲۰	۱۲۸۳۳	۱۵۶۳۱

 

حالت‌های اکسایش معمول: ۳ ، ۲ ، ۰

ایزوتوپ‌ها:

ایزوتوپ	جرم اتمی	فراوانی طبیعی (٪)	نیمه‌عمر	شیوه واپاشی
58Ni	۵۷/۹۳۵	۶۸/۰۷۷	۱۰۱۹×۴ < سال	EC-EC
60Ni	۵۹/۹۳۱	۲۶/۲۲۳	-	-
61Ni	۶۰/۹۳۱	۱/۱۳۹۹	-	-
62Ni	۶۱/۹۲۸	۳/۶۳۴۶	-	-
64Ni	۶۳/۹۲۸	۰/۹۲۵۵	-	-

داده‌ها:

W. M. Haynes, ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, 95th Edition, Internet Version 2015, accessed December 2014

Tables of Physical & Chemical Constants, Kaye & Laby Online, 16th edition, 1995. Version 1.0 (2005), accessed December 2014

J. S. Coursey, D. J. Schwab, J. J. Tsai, and R. A. Dragoset, Atomic Weights and Isotopic Compositions (version 4.1), 2015, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, accessed November 2016

خواص و کاربردها:

John Emsley, Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements, Oxford University Press, New York, 2nd Edition, 2011

Thomas Jefferson National Accelerator Facility - Office of Science Education, It’s Elemental - The Periodic Table of Elements, accessed December 2014

تاریخچه:

Elements 1-112, 114, 116 and 117 © John Emsley 2012. Elements 113, 115, 117 and 118 © Royal Society of Chemistry 2017