Nikkel

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
Egenskaber
Udseende
Nickel electrolytic and 1cm3 cube.jpg
Skinnende metal
Generelt
Navn(e): Nikkel
Kemisk symbol: Ni
Atomnummer: 28
Atommasse: 58.6934(2) g/mol
Grundstofserie: Overgangsmetal
Gruppe: 10
Periode: 4
Blok: d
Elektronkonfiguration: [Ar] 4s² 3d8
Elektroner i hver skal: 2, 8, 16, 2
Kovalent radius: 121 pm
Van der Waals-radius: 163 pm
Kemiske egenskaber
Oxidationstrin: 2, 3 (mildt basisk oxid)
Elektronegativitet: 1,91 (Paulings skala)
Fysiske egenskaber
Tilstandsform: Fast
Krystalstruktur: Kubisk fladecentreret
Massefylde (fast stof): 8,908 g/cm3
Massefylde (væske): 7,81 g/cm3
Smeltepunkt: 1455 °C
Kogepunkt: 2913 °C
Smeltevarme: 17,48 kJ/mol
Fordampningsvarme: 377,5 kJ/mol
Varmeledningsevne: (300 K) 90,9 W·m–1K–1
Varmeudvidelseskoeff.: (25 °C) 13,4 μm/m·K
Elektrisk resistivitet: (20 °C) 69,3 nΩ·m
Magnetiske egenskaber: Ferromagnetisk
Mekaniske egenskaber
Youngs modul: 200 GPa
Forskydningsmodul: 76 GPa
Kompressibilitetsmodul: 280 GPa
Poissons forhold: 0,31
Hårdhed (Mohs' skala): 4,0
Hårdhed (Vickers): 638 MPa
Hårdhed (Brinell): 700 MPa

Nikkel (af kupfernickel; et ældre tysk ord for det nikkelholdige mineral nikkelin) er det 28. grundstof i det periodiske system og har det kemiske symbol Ni: Under normale temperatur- og trykforhold optræder dette overgangsmetal som et sølvhvidt, skinnende metal med en høj massefylde.

Egenskaber[redigér | redigér wikikode]

Fysiske egenskaber[redigér | redigér wikikode]

Nikkel er et relativt hårdt, men formbart metal med en overflade, der kan poleres temmelig glat. Nikkel er ikke magnetisk. Det optræder meget ofte sammen med kobolt.

Kemiske egenskaber[redigér | redigér wikikode]

Nikkel er kemisk modstandsdygtigt overfor såvel atmosfærisk luft som vand, og fortyndede syrer angriber kun langsomt metallet. Normalt optræder stoffet i kemiske forbindelser med oxidationstrin +2, og Ni2+-ioner giver vandige opløsninger en grønlig farve. Ind imellem ses nikkel også med oxidationstrin +1, +3 og +4. Ved temperaturer mellem 50 og 80 °C reagerer nikkel med kulilte og danner nikkeltetrakarbonyl, en farveløs, stærkt giftig væske; heri har nikkel oxidationtrin 0.

Tekniske anvendelser[redigér | redigér wikikode]

Nikkel anvendes primært i rustfrit stål og andre mere specialiserede legeringer, men også til mønter, som grønt farvestof i glas, og til at galvanisere andre metaller, så de får et beskyttende "overtræk" af det korrosionsbestandige nikkel.

I laboratorier bruges nikkel, oftest i form af findelt såkaldt Raney-nikkel, som katalysator i hydreringsprocesser.

Forekomst[redigér | redigér wikikode]

Nikkel-"briketter" fra Botswana.

Langt det meste af det nikkel, der udvindes, kommer fra to typer malmaflejringer: i lateritter, hvor det optræder i form af nikkelholdig limonit, (Fe,Ni)O(OH), og garnierit, (Ni,Mg)3Si2O5(OH), samt i magmatiske svovlaflejringer, der primært består af pentlandit: (Ni,Fe)9S8.

Sudbury-regionen i Ontario i Canada står for 30 % af verdensproduktionen af nikkel. Nikkel indgår i metalliske meteoroider, og ifølge en teori stammer nikkelforekomsten ved Sudbury fra en enorm, nikkelholdig meteorit, der ramte området i en fjern fortid. I Norilsk i Rusland ligger 40% af verdens aflejringer af nikkelmalm. Andre betydelige forekomster findes i Ny Kaledonien, Australien, Cuba og Indonesien.

Det meste af Jordens indhold af nikkel menes at være "sunket" ind til kernen tidligt i vor klodes historie.

Nikkel i biologien[redigér | redigér wikikode]

Nikkel spiller en rolle i en lang række biokemiske processer; noget, man først opdagede i 1970'erne. Eksempelvis indgår stoffet i urease; det første protein der blev fremstillet i krystallinsk form. Mennesker har brug for mellem 90 og 100 mikrogram nikkel i den daglige føde.

På den anden side er nikkel samtidig et almindeligt allergifremkaldende stof (allergen): 15% af alle kvinder og 1% af mænd har nikkelallergi — Nikkel forekommer ofte i smykker, hvor de fleste nikkelalergikere er obs på at finde det. Hvad færre er opmærksom på er at det også forekommer i mobiltelefoner for at frembringe et "metallook", i mønter og i sort mascara.

Historie[redigér | redigér wikikode]

Anvendelsen af nikkel kan spores tibage til 3500 år f.Kr.: Bronze fra det område, der i dag er Syrien, indeholdt op mod to procent nikkel, og dertil er der kinesiske skrifter, der omtaler brugen af såkaldt "hvidt kobber" i perioden mellem 1400 og 1700. Men da nikkelholdige mineraler blev forvekslet med tilsvarende sølvholdige mineraler, er man først i nyere tid nået til en dybere forståelse af dette metal og dets anvendelsesmuligheder.

Mineralet nikkelin (NiAs) blev tidligere kaldt kupfernickel på tysk; et ord, der omtrent kan oversættes til "forhekset kobber": det ligner, men indeholder ikke kobber. Den svenske kemiker Axel Fredrik Cronstedt søgte efter kobber i nikkelin i 1751, men fandt i stedet et "nyt", hvidt metal som han kaldte nikkel.

De første mønter af nikkel blev præget i Schweiz i 1881.

Isotoper af nikkel[redigér | redigér wikikode]

Naturligt forekommende nikkel består af isotoperne 58Ni (den mest udbredte med 68,077%), 60Ni, 61Ni, 62Ni og 64Ni. Dertil kender man 18 radioaktive isotoper, hvoraf de mest "sejlivede" er 59Ni med en halveringstid på 76.000 år, og 63Ni med 100,1 års halveringstid. De øvrige isotoper har halveringstider fra nogle få dage og nedefter.

56Ni dannes i store mængder i supernovaer af type Ia; lyset fra disse "stjerneeksplosioner" aftager efter et mønster, der svarer til nikkel-56's henfald til kobolt-56 og siden til jern-56. Nikkel-59 dannes kontinuerligt i universet og kan derfor bruges til en lang række dateringsopgaver indenfor geologien, for eksempel bestemmelse af hvor længe en meteorit har været på Jorden. Nikkel-60 er et henfaldsprodukt af den nu "uddøde" isotop jern-60. Men da denne isotop havde en ganske lang halveringstid, kan variationer i koncentrationen af nikkel-60 fortælle noget om Solsystemets dannelse og tidlige historie.

Nikkel-48, som blev opdaget i 1999, er den isotop, der har den højeste "andel" af protoner i forhold til neutronerne i atomkernen. 48 er et "heldigt" eller stabilt antal nukleider, så til trods for "overvægten" af protoner er denne kerne påfaldende stabil.

Commons-logo.svg
Wikimedia Commons har medier relateret til: