Nguyên tố Niken

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

442
lượt xem 42
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Niken là một kim loại màu trắng bạc, bề mặt bóng láng. Niken nằm trong nhóm sắt từ. Đặc tính cơ học: cứng, dễ dát mỏng và dễ uốn, dễ kéo sợi. Trong tự nhiên, niken xuất hiện ở dạng hợp chất với lưu huỳnh trong khoáng chất millerit, với asen trong khoáng chất niccolit, và với asen cùng lưu huỳnh trong quặng niken.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nguyên tố Niken

Nguyên tố Niken 28 Coban ← Niken → Đồng (nguyên tố) - ↑ Ni ↓ Pd Bảng đầy đủ Tổng quát Tên, Ký hiệu, Số Niken, Ni, 28 Phân loại kim loại chuyển tiếp Nhóm, Chu kỳ, Khối 10, 4, d Khối lượng riêng, Độ cứng 8,908 kg/m³, 4,0 Bề ngoài kim loại màu trắng bóng
Tính chất nguyên tử Khối lượng nguyên tử 58,6934 đ.v.C Bán kính nguyên tử (calc.) 135 (149) pm Bán kính cộng hoá trị 121 pm Bán kính van der Waals 163 pm [Ar]3d8 4s2 Cấu hình electron e- trên mức năng lượng 2, 8, 16, 2 Trạng thái ôxi hóa (Ôxít) +2, +3 (lưỡng tính) Cấu trúc tinh thể lập phương tâm diện Tính chất vật lý Trạng thái vật chất Rắn
Điểm nóng chảy 1.728 K (2.651 °F) Điểm sôi 3.186 K (5.275 °F) Trạng thái trật tự từ sắt từ ? ×10-6 m³/mol Thể tích phân tử Nhiệt bay hơi 377,5 kJ/mol Nhiệt nóng chảy 17,48 kJ/mol Áp suất hơi 100.000 Pa tại 3.184 K Vận tốc âm thanh 4.900 m/s tại 298,15 K Thông tin khác Độ âm điện 1,91 (thang Pauling) Nhiệt dung riêng 444,17 J/(kg·K)
1,443x107 /Ω·m Độ dẫn điện Độ dẫn nhiệt 90,9 W/(m·K) Năng lượng ion hóa 1. 737,1 kJ/mol 2. 1.753,0 kJ/mol 3. 3.395 kJ/mol Chất đồng vị ổn định nhất iso TN t½ DM DE MeV DP Co56 ε - Ni56 tổng hợp 6,075 ngày γ 0,158/0,811 - Ni58 68,077% Ổn định có 30 nơtron Ni59 tổng hợp 76.000 năm ε Co59 - Ni60 26,233% Ổn định có 32 nơtron
Ni61 1,14% Ổn định có 33 nơtron Ni62 3,634% Ổn định có 34 nơtron Ni63 tổng hợp 100,1 năm β− Cu63 0,0669 Ni64 0,926% Ổn định có 36 nơtron Đơn vị SI và STP được dùng trừ khi có ghi chú. Niken, còn được gọi là kền, là một nguyên tố hóa học kim loại, có ký hiệu là Ni và số thứ tự trong bảng tuần hoàn là 28.
Những đặc tính nổi bật Mẫu tinh thể Niken. Niken là một kim loại màu trắng bạc, bề mặt bóng láng. Niken nằm trong nhóm sắt từ. Đặc tính cơ học: cứng, dễ dát mỏng và dễ uốn, dễ kéo sợi. Trong tự nhiên, niken xuất hiện ở dạng hợp chất với lưu huỳnh trong khoáng chất millerit, với asen trong khoáng chất niccolit, và với asen cùng lưu huỳnh trong quặng niken. Ở điều kiện bình thường, nó ổn định trong không khí và trơ với ôxi nên thường được dùng làm tiền xu nhỏ, bảng kim loại, đồng thau, v.v.., cho các thiết bị hóa học, và trong một số hợp kim, như bạc Đức (German silver). Niken có từ tính, và nó thường được dùng chung với cô ban, cả hai đều tìm thấy trong sắt từ sao băng. Nó là thành phần chủ yếu có giá trị cho hợp kim nó tạo nên. Niken là một trong năm nguyên tố sắt từ. Số ôxi hóa phổ biến của niken là +2, mặc dù 0, +1 và +3 của phức niken cũng đã được quan sát.
Ứng dụng Khoảng 65% niken được tiêu thụ ở phương Tây được dùng làm thép không rỉ. 12% còn lại được dùng làm "siêu hợp kim". 23% còn lại được dùng trong luyện thép, pin sạc, chất xúc tác và các hóa chất khác, đúc tiền, sản phẩm đúc, và bảng kim loại. Khách hàng lớn nhất của niken là Nhật Bản, tiêu thụ 169.600 tấn mỗi năm (2005) 1. Các ứng dụng của niken bao gồm: Thép không rỉ và các hợp kim chống ăn mòn.  Hợp kim Alnico dùng làm nam châm.  Hợp kim NiFe - Permalloy dùng làm vật liệu từ mềm.  Kim loại Monel là hợp kim đồng-niken chống ăn mòn tốt, được dùng làm  chân vịt cho thuyền và máy bơm trong công nghiệp hóa chất. Pin sạc, như pin niken kim loại hiđrua (NiMH) và pin niken-cadmi (NiCd).  Tiền xu.  Dùng làm điện cực.  Trong nồi nấu hóa chất bằng kim loại trong phòng thí nghiệm.  Làm chất xúc tác cho quá trình hiđrô hóa (no hóa) dầu thực vật.  Lịch sử Niken đã được dùng rất lâu, có thể từ năm 3500 trước Công nguyên. Đồng từ Syria có chứa niken đến 2%.[1] Hơn nữa, có nhiều bản thảo của Trung Quốc nói
rằng "đồng trắng" đã được dùng ở phương Đông từ năm 1700 đến 1400 trước Công nguyên. Loại đồng trắng Paktong này được xuất sang Anh vào đầu thế kỷ 17, nhưng hàm lượng niken trong hợp kim này không được phát hiện mãi cho đến năm 1822.[2] Vào thời kỳ Đức trung cổ, khoáng vật màu đỏ được tìm thấy trong Erzgebirge (núi quặng- Ore Mountains) giống như quặng đồng. Tuy nhiên, khi người thợ mỏ không thể tách ra được bất kỳ loại đồng nào từ nó, thì (they blamed a mischievous sprite of German mythology).Họ gọi quặng này là Kupfernickel trong tiếng Đức Kupfer nghĩa là đồng.[3][4][5][6] Quặng này hiện nay gọi là niccolit, một loại arsenide niken. In 1751, Năm 1751, Baron Axel Frederik Cronstedt cố gắng tách đồng từ kupfernickel (), nhưng thu được một kim loại trắng mà ông gọi là niken.[7] In modern German, Kupfernickel or Kupfer-Nickel designates the alloy cupronickel. Tiền xu đầu tiên bằng niken nguyên chất được làm vào năm 1881 ở Thụy Sĩ.[4][8] Vai trò trong sinh học Xuất hiện trong tự nhiên Một lượng lớn mỏ niken chứa một trong hai quặng. Đầu tiên là quặng laterit, thành phần chính của quặng có chứa niken là limonit (Fe,Ni)O(OH) và garnierit (niken silicat ngậm nước (Ni,Mg)3Si2O5(OH). Quặng thứ hai là sulfua magma, thành phần chính là pentlandit (Ni,Fe)9S8. Vùng Sudbury ở Ontario, Canada sản xuất khoảng 30% sản lượng niken trên thế giới. Mỏ tại Sudbury nằm gần vùng với chứng cứ về vụ va chạm thiên thạch lớn đã rất lâu trong lịch sử địa lý của Trái Đất. Nhiều mỏ khác được tìm thấy ở những nơi khác tại Canada, cũng như tại Nga, Nouvelle-Calédonie, Úc, Cuba và Indonesia. Những sự phát triển gần đây đã khai thác các mỏ ở tây Thổ Nhĩ Kỳ, đặc biệt thuận lợi cho các xưởng đúc, nhà sản xuất thép, xưởng ở châu Âu.
Dựa trên các bằng chứng địa lý, hầu hết niken trên trái đất được cho là tập trung ở lõi Trái Đất. Tách và tinh chế Niken điện phân. Niken có thể tái tạo bằng phương pháp luyện kim. Các quặng chứa ôxít hay hiđrôxit được tách bằng phương pháp thủy luyện, và quặng giàu sulfua tách bằng phương pháp nhiệt luyện hoặc thủy luyện. Quặng giàu sulfua được sản xuất bằng cách áp dụng quy trình tuyển quặng. Tách niken từ quặng của nó thuận lợi trong việc nung và giảm việc xử lý đạt hiệu suất cao với độ tinh khiết trên 95%. Quá trình tinh chế cuối cùng đạt độ tinh khiết 99,99% diễn ra bởi sự phản ứng của niken và cacbon mônôxít để tạo thành niken cacbonyl. Khí này được đưa vào một bình lớn với nhiệt độ cao hơn. Niken cacbonyl sẽ tách ra và đựng trong các quả cầu niken. Việc tổng hợp cacbon mônôxít được tái tạo qua qui trình này. Nhà sản xuất niken lớn nhất là nước Nga tách 267.000 tấn niken mỗi năm. Úc và Canada đứng thứ hai và ba, tạo 207 và 189,3 ngàn tấn mỗi năm. 1
Chú giải Chú giải 1: Số liệu về sản lượng và tiêu thụ được lấy từ The Economist:  Pocket World in Figures 2005, Profile Books (2005), ISBN 1-86197-799-9