Преглед на кода на Никел

{{Химичен елемент	
| вид				=сребристо-бял, понякога със златист оттенък
| картинка			=Nickel electrolytic and 1cm3 cube.jpg	
| име				=Никел
| вляво				=[[Кобалт]]
| вдясно			=[[Мед]]
| отгоре			=
| отдолу			=[[Паладий|Pd]]
| група				=10
| период			=4
| блок				=d
| серия				=преходен метал
| серия_коментар		=
| конфигурация			=&#91;[[Аргон|Ar]]&#93; 3d<sup>8</sup> 4s<sup>2</sup>
| конфигурация_коментар		=''или'' {{nowrap|&#91;Ar&#93; 3d<sup>9</sup> 4s<sup>1</sup>}}<ref name=Scerri>{{cite book |url=https://books.google.com/?id=SNRdGWCGt1UC&pg=PA239 |pages=239 – 240 |title=The periodic table: its story and its significance |author=Scerri, Eric R. |publisher=Oxford University Press|year=2007 |isbn=0-19-530573-6|lang=en }}</ref>
| електрони_на_ниво		=2, 8, 16, 2
| електрони_на_ниво_коментар	=''или'' {{nowrap|2, 8, 17, 1}}<ref name=Scerri/>
| CAS_номер			=
| CAS_номер_коментар		=
	
| атомна_маса			=58,6934
| атомна_маса_коментар		=
| атомен_радиус			=135
| атомен_радиус2		=149
| атомен_радиус_коментар	=
| ковалентен_радиус		=124±4
| ковалентен_радиус_коментар	=
| ван_дер_Ваалс			=163
| ван_дер_Ваалс_коментар	=
| окс_състояния			=4,<ref>{{cite journal| title=A Stable Tetraalkyl Complex of Nickel(IV)| journal=Angewandte Chemie International Edition| year=2009| volume=48 | issue=2| page=3384| doi=10.1002/anie.200804435| last1=Carnes| first1=Matthew| last2=Buccella| first2=Daniela| last3=Chen| first3=Judy Y.-C.| last4=Ramirez| first4=Arthur P.| last5=Turro| first5=Nicholas J.| last6=Nuckolls| first6=Colin| last7=Steigerwald| first7=Michael| pmid=19021174| lang=en}}}</ref> 3, '''2''', 1,<ref>{{cite journal| title=A Dinuclear Nickel(I) Dinitrogen Complex and its Reduction in Single-Electron Steps| journal=Angewandte Chemie International Edition| year=2009| volume=48 | issue=18| page=3357| doi=10.1002/anie.200805862| last1=Pfirrmann| first1=Stefan| last2=Limberg| first2=Christian| last3=Herwig| first3=Christian| last4=Stößer| first4=Reinhard| last5=Ziemer| first5=Burkhard| pmid=19322853| lang=en}}</ref> −1, −2
| окс_състояния_коментар	=
| оксид				=NiO (основен)
| оксид_коментар		=
| електроотрицателност		=1,91
| електроотрицателност_коментар =
| йон_потенциал			=737,1
| йон_потенциал2		=1753
| йон_потенциал3		=3395
| йон_потенциал4		=5300
| йон_потенциал_коментар	=([[моларни йонизационни енергии на химичните елементи|още]])
	
| агрегатно			=твърдо вещество
| агрегатно_коментар		=
| алотропи			=
| алотропи_коментар		=
| крист_структура		=кубична стенноцентрирана
| крист_структура_коментар	=
| крист_структура2		=
| крист_структура_коментар2	=
| плътност			=8908
| плътност_коментар		=
| топене_K			=1728
| топене_коментар		=
| кипене_K			=3003
| кипене_коментар		=
| моларен_обем			=
| моларен_обем_коментар		=
| тройна_точка_темп		=
| тройна_точка_налягане		=
| тройна_точка_коментар		=
| крит_точка_темп		=
| крит_точка_налягане		=
| крит_точка_коментар		=
| топл_топене			=17,48
| топл_топене_коментар		=
| топл_изпарение		=379
| топл_изпарение_коментар	=
| налягане_пара_T1		=1783
| налягане_пара_T10		=1950
| налягане_пара_T100		=2154
| налягане_пара_T1k		=2410
| налягане_пара_T10k		=2741
| налягане_пара_T100k		=3184
| скорост_звук			=4900
| скорост_звук_коментар		=при 25 [[целзий|°C]]
| топл_капацитет		=
| топл_капацитет_коментар	=
| електропроводимост		=1,43×10<sup>7</sup>
| електропроводимост_коментар	=при 20 [[целзий|°C]]
| елсъпротивление		=0,0693
| елсъпротивление_коментар	=при 20 [[целзий|°C]]
| топлопроводимост		=90,9
| топлопроводимост_коментар	=
| магнетизъм			=[[феромагнетизъм|феромагнитен]]
| магнетизъм_коментар		=
| модул_еластичност		=200
| модул_еластичност_коментар	=
| модул_срязване		=76
| модул_срязване_коментар	=
| модул_натиск			=180
| модул_натиск_коментар		=
| коефициент_Поасон		=0,31
| коефициент_Поасон_коментар	=
| твърдост_Моос	        	=4
| твърдост_Моос_коментар	=
| твърдост_Викерс		=638
| твърдост_Викерс_коментар      =
| твърдост_Бринел		=667 – 1600
| твърдост_Бринел_коментар 	=
	
| наименование			=
| открит_от			=[[Аксел Кронстед]]
| открит_през			=1751 г.
| изолиран_от			=Аксел Кронщет
| изолиран_през			=
	1751 г.
| изотопи			=
{{химичен елемент/изотоп стабилен|символ=Ni|масово_число=58|честота=68,077 %|firstlinks=yes}}
{{химичен елемент/изотоп разпад1|символ=Ni|масово_число=59|честота=[[радиоизотоп|радио]]|период_полуразпад=76000 г.|тип_разпад=[[електронен захват|ε]]|продукт_символ=Co|продукт_масово_число=59}}
{{химичен елемент/изотоп стабилен|символ=Ni|масово_число=60|честота=26,223 %|firstlinks=no}}
{{химичен елемент/изотоп стабилен|символ=Ni|масово_число=61|честота=1,14 %|firstlinks=no}}
{{химичен елемент/изотоп стабилен|символ=Ni|масово_число=62|честота=3,635 %|firstlinks=no}}
{{химичен елемент/изотоп разпад1|символ=Ni|масово_число=63|честота=[[синтетичен елемент|синт.]]|период_полуразпад=100 г.|тип_разпад=[[бета-разпад|β<sup>-</sup>]]|продукт_символ=Cu|продукт_масово_число=63}}
{{химичен елемент/изотоп стабилен|символ=Ni|масово_число=64|честота=0,925 %|firstlinks=no}}
}}

'''Никелът''' е [[метал]]ен [[химичен елемент]] в от 10-а група [[Периодична система на елементите|периодичната система на елементите]] със символ '''Ni''' и [[атомен номер]] 28. Член е на преходните метали. На цвят е сребристобял, по-твърд от желязото, с кубична стереоцентрична решетка, високи плътност, температури на топене и кипене, [[феромагнит]]ен. Чистият никел е пластичен, обработва се лесно в студено и горещо състояние, поддава се на [[валцуване]], изтегляне и коване.<ref name=":0" />

== Откриване ==
Никел е използван още 3500 години пр.н.е., но никеловата руда е често бъркана със [[сребро|сребърна]] и затова тя е използвана като самостоятелен елемент в много по-късен момент от историята.

Минералите, съдържащи никел, били ценени, защото оцветявали [[стъкло]]то в зелено.

През 1751 г. никелът е открит от шведския минералог и Химик Аскел Фредерик Кронщет.<ref name=":0">{{Цитат книга|last=Лефтеров|first=Димитър|title=Химичните елементи и техните изотопи|year=2015|publisher=Издателство на БАН „Проф. Марин Дринов“|isbn=978-954-322-831-7|pages=143 – 146}}</ref> Саксонските миньори<ref name=":0" /> дълго време преди това знаели за съществуването на руда, която наподобявала медната, но от нея не могли да получат мед или друг метал. Смятали я за магьосничество, дело на злия дух „Стария Ник“.<ref name=":0" /> Така тази руда е била наречена „копферникел“ (мед на Ник).<ref name=":0" /> С изследването ѝ се заел Кронщет, получаващ зелен оксид, който после редуцирал до чист метал и отделил нов елемент, наречен от него никел<ref name=":0" /> Рудата се оказва сплав на никела с отдавна известния [[арсен]] (NiAs). Приживе Кронщет не успява убедително да докаже съществуването на новия елемент и откритието му дълго време се оспорвало.<ref name=":0" /> През 1775 г. неговият съотечественик, химикът и минералог Тоонберт Бергман публикувал своите изследвания, които убеждават много от противниците, че никелът е нов елемент.<ref name=":0" /> Понеже това все още не е достатъчно, в началото на 19 век френските химици [[Жозеф Пруст|Пруст]] и [[Луи Ленар|Ленар]], както и немският химик Иеремиас Рихтер, утвърждават никела като нов елемент и проучват свойствата на чистия метал.<ref name=":0" />

През 1881 г. е изсечена първата монета от чист никел.

Дълго време не е било възможно получаването на чист никел с пластични свойства<ref name=":0" /> поради съдържанието на сяра, дори ако е 0,03%<ref name=":0" /> във формата на никелов сулфид.<ref name=":0" /> При добавяне на желязо, към течен никелов сулфид се отделя железен сулфид във формата на зърна, който може лесно да бъде отделен и не нарушава структурата на никела.<ref name=":0" />

== Разпространение ==
Средното съдържание на никела в земната кора е около 8.10<sup>-3</sup>%<ref name=":0" /> по маса и е на 23-то<ref name=":0" /> място по разпространение. Предполага се, че ядрото на земята съдържа главно [[желязо]] и никел.<ref name=":0" />

Никелът е значително по-слабо разпространен от желязото. Обикновено рудата му съпътства желязната и е придружен много често от [[кобалт]]. Заедно, те могат да бъдат намерени в метеоритно желязо. По-разпространени са сулфидните и арсенидните минерали.<ref name=":1">{{Цитат книга|last=Киркова|first=Елена|title=Химия на елементите и техните съединения|year=2013|publisher=Университетско издателство „Св. Климент Охридски“|location=София|isbn=978-954-07-3504-7|pages=543 – 573}}</ref>

Известни са 181 никелови минерала, 171 от които са доказани от [[Международна минералогическа асоциация|IMA]]. От по-важните минерали, със [[сяра]] образува [[милерит]] (NiS), пенталдит [(Fe,NI)<sub>9</sub>S<sub>8</sub>]<ref name=":0" />, придружен с Cu, Co и благородни метали;<ref name=":1" /> както и с [[арсен]] в минералите [[халонит]]<ref name=":0" /> и [[никелин (минерал)|никелин]] (NiAs), херсдорфит NiAsS,<ref name=":1" /> гарниарит, ревдинскит, анабергит и други.<ref name=":0" />

== Физични свойства ==
Никелът е сребристобял пластичен [[метал]], който може да се полира. Лесно се поддава на валцуване, изтегляне и коване в горещо и студено състояние.<ref name=":0" /> Има атомно тегло от 58,6934. Никелът е по-твърд от желязото метал<ref name=":0" /> с висока плътност ̩– 8,912 g/sm<sup>3</sup>.<ref name=":0" /> Топи се при 1455 °C, а кипи при 2913&nbsp;°C.<ref name=":0" /> Никелът е един от петте [[феромагнетизъм|феромагнитни]] елемента. Обикновено е феромагнитен до 340&nbsp;°C, но не толкова силен, колкото желязото.<ref name=":0" /> Притежава свойството „магнитострикция“<ref name=":0" /> – размерите на парче никел се скъсяват в магнитно поле. Явлението се състои в това, че при прилагане на външно магнитно поле микромагнитите (домените) от безредно положение се подреждат в едно направление, деформирайки кристалната решетка. Ефектът е обратим<ref name=":0" />

=== Изотопи ===
В природата никелът е смес от своите 5 стабилни изотопа, които са със следните съотношения на земята и процес на синтезиране в звездитеː <sup>58</sup>Ni – 68,077%; <sup>60</sup>Ni – 26,223%; <sup>61</sup>Ni – 1,140%; <sup>62</sup>Ni – 3,364% <sup>64</sup>Ni – 0,926%, като всичките са резултат от термодинамично равновесие.<ref name=":0" />

Изследвани са 26 радиоактивни изотопа и 2 изомера на никела с A от 48 до 78, като най-дългоживущите от тях със съответните периоди на полуразпад и вид на разпада саː <sup>59</sup>Ni – 7,6.10<sup>4</sup> години, електронен захват; <sup>63</sup>Ni – 100,1 години, β<sup>-</sup>-разпад; 56Ni – 6,075 дни, електронен ахват; 66Ni – 54,6 часа, β<sup>-</sup>-разпад; 57Ni – 35,6 часа, електронно залавяне; <sup>65</sup>Ni – 2,5172 часа,β<sup>-</sup>-разпад.<ref name=":0" />Останалите изотопи имат период на полуразпад минути, секунди или части от секундата.<ref name=":0" />

Изотопите на никела са най-леките продукти от деленето на [[уран-235]], плутоний-239 и [[уран-233]].<ref name=":0" />

Никел-62 притежава най-стабилния [[нуклид]], с енергия на връзка на нуклоните в ядрото 8794,60 keV/нуклон.<ref name=":0" /> По-стабилен е дори от [[желязо]]-56. Намира се в областта на желязото (около атомно число А = 60).<ref name=":0" /> Това е областта, до която синтезът на стабилните ядра се осъществява от сливане на по-леки ядра, при което се отделя енергия.<ref name=":0" /> След тази област сливане на ядра чрез отделяне на енергия е невъзможно, енергията на връзката между нуклоните намалява и започва бавният s-процес, а след това и бързият r-процес – залавяне на неутрони при синтезиране на по-тежки ядра в звездите.<ref name=":0" />

== Химични свойства ==
Електронната структура на никела е 1s<sup>2</sup>2s<sup>2</sup>2p<sup>6</sup>3s<sup>2</sup>3p<sup>6</sup>'''3d<sup>8</sup>'''4s<sup>2</sup>, прибавя се електрон към 3d подслоя.

Принадлежи към групата на [[преходни метали|преходните метали]], твърд, [[ковкост|ковък]] и еластичен.

Най-обичайната степен на [[окисление]] на никела са +2, но се срещат и -1,<ref name=":0" /> 0, +1, +3 и +4.

Никелът е слабо химично активен, неизменчив във въздуха и е инертен на [[окисляване]]. Във вид на прах, получен при редуцирането на никелови хидриди, се самозапалва на въздух.<ref name=":0" /> При обикновени температури и въздушна среда никелът се покрива с тънък защитен слой от никелов оксид, който лесно се редуцира до чист метал при термична редукция с [[алуминий]] или [[въглерод]]ː<ref name=":0" />

<chem>3NiO + 2Al ->[{t°}] 3Ni + Al2O3</chem>

С [[вода]]та или влагата от въздуха не взаимодейства.<ref name=":0" /> Окислението на повърхността на никела при нагряване започва около 800 °С.<ref name=":0" /> Образуват се два оксида – NiO и Ni<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, а също и съответните два хидроксида – Ni(OH)<sub>2</sub> Ni(OH)<sub>3</sub>. Реагира бавно със [[Солна киселина|солната]], [[Сярна киселина|сярната]], [[Фосфорна киселина|фосфорната]] и [[Флуороводородна киселина|флуороводородната]] киселина.<ref name=":0" /> Взаимодейства с разредена [[азотна киселина]], а концентрираната го пасивира.<ref name=":0" />

С водорода никелът образува твърди разтвори като хидридите NiH и NiH<sub>2</sub>, които са получени по косвен път.<ref name=":0" />

Азотът почти не реагира с никела до 1400 °С,<ref name=":0" /> а раздробеният <ref name=":0" /> никел образува нитрида Ni<sub>3</sub>N при 300 – 450 °С.<ref name=":0" />

Разтопеният никел реагира с въглерода, като образува карбида Ni<sub>3</sub>C, който при кристализация на стопилка се разлага с отделяне на графит.<ref name=":0" /> Ni<sub>3</sub>C във вид на сиво-черен прах, разлагащ се при 450 °С, се получава при овъгляване на никел в атмосфера на [[Въглероден оксид|CO]] при 250 – 400 °С.<ref name=":0" /> Диспресният никел с CO образува летливия и силно отровен никелов тетракарбонил Ni(CO)<sub>4</sub>, имащ структура на правилен тетраедър, като никеловият атом е в центъра му.<ref name=":0" /> Така никелът има нулева валентност. Молекулата на карбонила е химически наситена и не участва в съединителни реакции, но това не означава, че е химически валентна.<ref name=":0" /> Карбонилните групи лесно се заместват с други молекули и радикали.<ref name=":0" /> На това се основава каталитичното му действие.<ref name=":0" />

Никелът образува силициди, [[бор]]иди, [[телур]]иди и [[арсен]]иди.<ref name=":0" />

Никелът образува арсенат [Ni(AsO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>•8H<sub>2</sub>O], силикат (Ni<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>) и още много други [[Комплексно съединение|комплекси]], а също и амини.<ref name=":0" />

== Приложение ==
Прът от никел, поставен в магнитно поле с определена честота, може да стане източник на ултразвук.<ref name=":0" /> При определени дължина и резонансна честота се получават амплитудни колебания, достигащи до 0,01% от дължината на пръта.<ref name=":0" /> Ултразвуковите колебания се използват широко в практиката, като едно от тях е никелиране на метали. Чрез ултразвук се получават плътни и блестящи [[Покритие|покрития]], като скоростта на нанасянето им се увеличава.<ref name=":0" />

Никелово-амонячните комплекси се използват при галванично никелиране на метали.<ref name=":0" />

Американската монета от 5 цента, наречена на жаргон „никел“, не е магнитна, защото е съставена главно от [[мед]], но канадските „никели“ са били такива до 1958 г.

Никелът е строителен материал, използва се за химични апаратури, също в ядрените реактори, като електроди в железно-никеловите и кадмиево-никеловите акумулатори, както и за защитни покрития на други метали (никелиране).<ref name=":0" />

=== Сплави ===
Никелът е особено ценен заради [[сплав]]ите, които формира. Той е основен компонент в множество сплави и суперсплави, които са топлоустойчиви, свръхтвърди, магнитни, корозионно устойчиви и т.н.<ref name=":0" /> Най-използваните от тях саː

* монел – метал<ref name=":0" /> (65 – 67% Ni + 30 – 32% [[Мед|Cu]] + 1% [[Манган|Mn]]). Има свойството на топлоустойчивост до 500°С. Лесно се получава от директна преработка на медно-никелова руда;<ref name=":0" />
* бяло злато (58,5% [[Злато|Au]], [[Сребро|Ag]] и Ni)
* нихром (60% Ni + 40% [[Хром|Cr]]). Това е съпротивителна сплав, която служи за нагреватели.<ref name=":0" />
* пермалой<ref name=":0" /> (76% Ni + 17% [[Желязо|Fe]] + 5% [[Мед|Cu]] +2% [[Хром|Cr]]). Притежава магнитна възприемчивост при много малки магнитни загуби.<ref name=":0" />
* инвар<ref name=":0" /> (65% [[Желязо|Fe]] + 35% Ni). Има минимален топлинен коефициент на разширение.<ref name=":0" />
* ново сребро<ref name=":0" /> (20% [[Мед|Cu]], Ni и [[Цинк|Zn]]), монетна сплав.<ref name=":0" />

Към хром-никеловите се отнасят също и алпакат, констатан, никелин и манганин.<ref name=":0" />

Никелът има интересна „избелваща“ способност – при 20% никел в медно-никелова сплав, изчезва черният цвят на медта.<ref name=":0" />

== Биологична роля ==
Въпреки че това не било прието схващане преди 1970-те години, никелът играе значителна роля в биологията.

Никелът е необходим микроелемент за млекопитаещите животни и растенията.<ref name=":0" /> В организма на възрастен човек се съдържат 5 – 13,5 mg никел,<ref name=":0" /> който участва в определени ензими. Някои никелови съединения са токсични, например никелов карбонил. Никелът може да предизвика алергия, отразяваща се върху кожата или дихателните пътища.<ref name=":0" />

Никел се съдържа в протеина [[уреаза]] – [[ензим]], който способства [[хидролиза]]та на [[урея]]та.

== Токсичност ==
Никелът постъпва в човешкия организъм през храната, водата, както и при допир с кожата. Никелът в малки количества не е опасен, той се извежда от организма чрез урината, и през стомашно чревният тракт. Но при по-големи количества или при хронично приемане може да причини отравяне, дори е канцерогенен.

Кожните алергии към никел са сравнително често срещани, като вероятна причина е широкото използване на никел в бижутерията (имитации на сребро), и в бита (българските монети съдържат никел, а също и еврото).

За да се избегне повишен прием на никел чрез водата и храната, е препоръчително да не се използват никелирани съдове, както и сплави с високо съдържание на никел (като някои видове неръждаема стомана).

== Руди ==
Добивът на никел идва от два типа [[руда|руди]]: от една страна, когато главните рудни добиви са от никелов минерален [[лимонит]]: [(Fe,Ni)O(OH)], а от друга – магнитни сулфидни наноси, в които основната руда е пенталдит,<ref name=":0" /> [(Ni,Fe)<sub>9</sub>S<sub>8</sub>]. Основно се добива от сулфидни медно-цинкови руди.<ref name=":0" /> При обработките рудите процесите довеждат до създаване на NiO, след което никелът се редуцира с въглерод или алуминий до чист метал.<ref name=":0" />

В експлоатационния си период мините в района на [[Събдъри]], [[Онтарио]], [[Канада]] добиват около 30% от световния запас на никел. За събдърийския залеж се смята, че се е появил при сблъсъка с голям [[метеорит]] още в ранните години от създаването на планетата ни. В [[Русия]] се намират около 40% от познатите световни залежи. Русия добива в мините в [[Норилск]], [[Сибир]], както за своите нужди, така и за износ. Големи находища са намерени също в [[Австралия]], [[Куба]] и [[Индонезия]].

Скорошни проучвания са открили залежи в Източна [[Турция]], изключително благоприятни за производителите в [[Европа]]. Основано на геофизични доказателства се смята, че повечето от никела на земята е концентриран в земното ядро.

== Добив ==
Никелът може да бъде набавен чрез екстрактната металургия. За повечето от рудите на никела се използват традиционни методи на металургията за производство на метал чрез пречистване.

Никеловите сулфидни и арсенидни руди, обикновено съдържащи примеси, се пържат при определени условия до оксиди, сулфати и арсенати. Тази смес се разтваря в солна киселина и с H<sub>2</sub>S се утаяват Cu. Pb и Bi като сулфиди (NiS не се утаява в кисела среда).<ref name=":1" /> Арсенът и желязото се утаяват като Ca<sub>3</sub>(AsO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> и Fe(OH)<sub>3</sub> с вар. Остатъкът се превръща в оксид, който се редуцира с въглища в електрическа пещ до чист метал.

Друг възможен метод е получаване на концентрат от никеловите руди чрез флотация и магнитна сепарация.<ref name=":1" /> Към него се прибавя SiO<sub>2</sub> и се подлага на пържене и стапяне. При тези условия се получава железен силикат, отделящ се като шлака. Стопилката се оставя на бавно изстиване за един ден, при което се отделят ясно три фази – Ni<sub>3</sub>S<sub>2</sub>, Cu<sub>2</sub>S и Ni/Cu, които се разделят механично. Металната Ni/Cu фаза се преработва, за да се премахнат разтворените в нея благородни метали. Сулфидът се пържи до NiO.

== Източници ==
<references/>

{{Периодична система}}

[[Категория:Химични елементи]]
[[Категория:Преходни метали]]