Nickel

Dieser Artikel beschäftigt sich mit dem chemischen Element 'Nickel'. Für andere Bedeutungen siehe Nickel (Begriffsklärung).


Eigenschaften
Kobalt - Nickel - Kupfer
Ni
Pd  
 
 
[Ar]3d84s2
58
28
Ni
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Nickel, Ni, 28
Serie Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block 10, 4, d
Aussehen glänzend, metallisch,
silbrig
Atomar
Atommasse 58,6934
Atomradius (berechnet) 135 (149) pm
Kovalenter Radius 121 pm
van der Waals-Radius 163 pm
Elektronenkonfiguration [Ar]3d84s2
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 16, 2
Oxidationszustände (Oxide) 2, 3 (leicht basisch)
Elektronegativität 1,91 (Pauling-Skala)
Austrittsarbeit 5,01-5,2 eV
1. Ionisierungsenergie 737,1 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1753 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 3395 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 5300 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand (Magnetismus) fest (ferromagnetisch)
Kristallstruktur kubisch flächenzentriert
Dichte (Mohshärte) 8908 kg/m3 (4,0)
Schmelzpunkt 1728 K (1455 °C)
Siedepunkt 3186 K (2913 °C)
Molares Volumen 6,59 · 10-6 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
Spezifische Wärmekapazität 440 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 14,3 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit 90,7 W/(m · K)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
56Ni {syn.} 6,077 d ε 2,136 56Co
57Ni {syn.} 35,60 h ε 3,264 56Co
58Ni 68,077 % Ni ist stabil mit 30 Neutronen
59Ni {syn.} 76000 a ε 1,072 59Co
60Ni 26,233 % Ni ist stabil mit 32 Neutronen
61Ni 1,14 % Ni ist stabil mit 33 Neutronen
62Ni 3,634 % Ni ist stabil mit 34 Neutronen
63Ni {syn.} 100,1 a β- 2,137 63Cu
64Ni 0,926 % Ni ist stabil mit 36 Neutronen
65Ni {syn.} 2,5172 h β- 2,137 65Cu
66Ni {syn.} 54,6 h β- 0,225 66Cu
NMR-Eigenschaften
61Ni
Kernspin -3/2
gamma / rad/T 2,39 · 107
Empfindlichkeit 0,00357
Larmorfrequenz bei B = 4,7T 17,9 MHz
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen.

Nickel ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ni und der Ordnungszahl 28.

Inhaltsverzeichnis

Eigenschaften und Vorkommen

thumb|left|Nickel Nickel ist ein silbrig weißes Metall. Im Periodensystem gehört es zur Eisen-Gruppe. Es ist hart, schmiedbar, und duktil. Nickelhaltige Erze sind: Nickelmagnetkies, Garnierit, Gelbnickelkies und Rotnickelkies. Abbauwürdige Vorkommen findet man vor allem in Kanada, Russland (Norilsk), Australien und Kuba.

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.

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 für das Metall und seine zielgerichtete Nutzung erst in neuere Zeit. Ähnlich wie beim Kobalt wurde hier ein Wort für böse Geister zum Namensgeber, man verwechselte das wertlose Nickel oft mit Silber und glaubte sich dann vom bösen Erdgeist "Nickel" betrogen.

Nickelhaltige Minerale wurden auch zur Glasfärbung verwendet. 1751 versuchte Baron Axel Frederic 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.

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. Nickel ist ein Spurenelement, das im menschlichen Organismus in sehr geringen Mengen (Tagesbedarf 25–30 Mikrogramm) benötigt wird. Tatsächlich nehmen wir aber etwa 90–100 Mikrogramm pro Tag auf – der Bedarf ist daher auf jeden Fall durch normale Mischkost gedeckt. Möglicherweise beeinflusst Nickel auch die Eisenaufnahme und -verwertung.

In der Elektrophysiologie werden Nickel-Ionen dazu verwendet, spannungsaktivierte Kalzium-Kanäle zu blockieren.

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.

Reines Nickel und seine Verbindungen wirken aber bereits ab 50 mg giftig und führen zu chronischen Schäden. Das Einatmen des Staubs und auch die Berührung mit vernickelten Gegenständen kann zu Allergien und entzündlichen Reaktionen führen. Bei Hautkontakt kann die Nickelkrätze auftreten, eine entzündliche Veränderung der Haut. Nickel und seine Verbindungen wirken auch nachweislich krebserzeugend. Akute Vergiftungen von höheren Dosen äußern sich durch Übelkeit und Kopfschmerzen. Nach einer dreitägigen Ruhezeit kann der Tod durch Husten, Fieber und Krämpfen im Atemtrakt auftreten.

Siehe auch

Organometallchemie, Metallcarbonyle, Nickellegierungen

Weblinks

See also: Nickel, 1751, 1881, Aggregatzustand, Argon, Atommasse, Atomradius, Austrittsarbeit, Axel Frederic Cronstedt