鎳的基本性質(zhì)
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-06-13
高氧化態(tài)穩(wěn)定性減小的傾向繼續(xù)到鎳,因此,只有NiⅡ存在于元素的普通化學(xué)中。即使少數(shù)化合物中形式上包含NiⅢ和NiⅣ(尤其是后者),而對(duì)這些氧化數(shù)的物理意義還有疑問。除化合物中含有強(qiáng)π-鍵配位體外,低價(jià)鎳也少見。然而,在氧化數(shù)含義上比較簡(jiǎn)單的鎳化學(xué)被相當(dāng)復(fù)雜的配位數(shù)和幾何構(gòu)型所抵消。
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鎳在自然界中主要與砷、銻和硫結(jié)合,如針鎳礦NiS和一種主要是NiAs的紅色鎳礦,礦床主要由NiSb、NiAs2、NiAsS或NiSbS所組成。最重要的礦床在商業(yè)上是硅鎂鎳礦(一種可變組分的鎂-鎳硅酸鹽),和一種鐵礦變體磁黃鐵礦( FenSn+1)共中含3-5%鎳。許多隕石中發(fā)現(xiàn)元素鎳與鐵形成合金,并認(rèn)為地球中心區(qū)域含有相當(dāng)量的鎳。鎳的詳細(xì)冶金學(xué)是復(fù)雜的,對(duì)個(gè)別礦有許多好的處理方法。一般,將礦轉(zhuǎn)化為Ni2S3,然后在空氣中焙燒得到NiO,用碳還原NiO得到金屬鎳。有些高純度鎳用羰基合物方法制造:使一氧化碳與粗鎳在50℃,常壓下反應(yīng)或與鎳一銅粗煉金屬在更激烈條件下反應(yīng)得到揮發(fā)性Ni(CO)4,在200℃熱分解Ni(CO)4得到純度為99.90-99.99%的金屬鎳。
鎳是銀白色金屬,有高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性(兩者都是銀的~15%),熔點(diǎn)1452℃,并可以拉、軋、煅、磨。常溫下緊密的鎳能完全抵抗空氣或水的化學(xué)侵蝕,因此往往電鍍鎳作為保護(hù)涂層。因?yàn)?/span>鎳與氟反應(yīng)緩慢,所以金屬鎳和一些鎳合金[莫涅爾(Monel)合金]用作運(yùn)送F2和其它有腐蝕性的氟化物的容器。鎳也是鐵磁性物質(zhì),但不如鐵強(qiáng)。粉末狀鎳能與空氣反應(yīng),在某些條件下可以發(fā)生火花。
金屬鎳具有中等電正性:
Ni2++2e=Ni E0=-0.24伏
易溶于無機(jī)酸中。與鐵相似,鎳不溶于濃硝酸,因?yàn)闈庀跛崾规?/span>鈍化。