Nickel

Nickel - chemisches Zeichen Ni, Ordnungszahl 28 - ist ein silberweißes, glänzendes, polierbares, zähes, hoch korrosionsbeständiges, schweißbares, schmiedbares und walzbares, chemisches Element aus der Gruppe der Übergangsmetalle (10. Gruppe).

Nickel wurde erstmals 1751 von Axel Fredrik Cronstedt als ein chemisches Element isoliert und als solches klassifiziert. Er verwechselte ein bestimmtes Mineral in den Kobaltminen von Los, Hälsingland (Schweden) mit Kupfer-Erz. Der Name des Elements stammt von den schelmischen Geistern aus der deutschen Bergmannmythologie, die Nickeln genannt wurden; man machte derzeit ihr Wirken dafür verantwortlich, dass sich das als Kufernickel bezeichnete Mineral nicht zu Kupfer veredeln ließ. Der Name Nickel wurde zum international anerkannten Namen des Elements auch in anderen Sprachen.

Nickel ist eines von nur vier Elementen - die anderen sind Eisen, Cobalt und Gadolinium), die bei Raumtemperatur ferromagnetisch sind; es verliert diese Eigenschaften jedoch oberhalb von 354 °C.

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Nickel

 

Das Ni-Atom - und damit das chemische Element Nickel - ist eindeutig durch die 28 positiv geladenen Protonen im Atomkern definiert. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Selen-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Nickel-Isotope bzw. Ni-Nuklide zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Nickel-Vorkommen bestehen aus einem Isotopengemisch; die relative Atommasse wird mit 58,6934(4) u angegeben.

 

Elektronenkonfiguration

Nach dem Aufbauprinzip ist für Nickel folgende Elektronenkonfiguration zu erwarten:

Symbol

OZ

Kurzform

1s

2s

2p

3s

3p

3d

4s

4p

4d

4f

Ni

28

[Ar] 3d8 4s2

2

2

6

2

6

8

2

 

Insbesondere in der Forschungsliteratur zu Atomberechnungen über die Grundzustandskonfiguration von Nickel findet man auch folgende Konfiguration:

Symbol

OZ

Kurzform

1s

2s

2p

3s

3p

3d

4s

4p

4d

4f

Ni

28

[Ar] 3d9 4s1

2

2

6

2

6

9

1

Es gibt in der Literatur Unstimmigkeiten darüber, welche Konfiguration die niedrigste Energie aufweist. Die erste Variante stimmt mit der Madelung-Regel überein, die voraussagt, dass 4s vor 3d gefüllt wird. Experimentelle Ergebnisse untermauern, dass dies der niedrigste Energiezustand des Nickelatoms ist.

Die gezeigten Konfigurationen teilen sich jedoch in mehrere Energieniveaus auf und überlappen zudem. Die durchschnittliche Energie der Zustände der [Ar] 3d⁹ 4s¹-Konfiguration zeigt sich hierbei tatsächlich niedriger als die durchschnittliche Energie der Zustände der [Ar] 3d⁸ 4s²-Variante.

 

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE von Nickel auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Ni-Atom zu trennen.

1. IE:	7,6398 eV	2. IE:	18,16884 eV	3. IE:	35,19 eV	4. IE:	54,9 eV	5. IE:	76,06 eV	6. IE:	108 eV
7. IE:	133 eV	8. IE:	162 eV	9. IE:	193 eV	10. IE:	224,6 eV	11. IE:	321,0 eV	12. IE:	352 eV
13. IE:	384 eV	14. IE:	430 eV	15. IE:	464 eV	16. IE:	499 eV	17. IE:	571,08 eV	18. IE:	607,06 eV
19. IE:	1541 eV	20. IE:	1648 eV	21. IE:	1756 eV	22. IE:	1894 eV	23. IE:	2011 eV	24. IE:	2131 eV
25. IE:	2295 eV	26. IE:	2399,2 eV	27. IE:	10288,8 eV	28. IE:	10775,48 eV	29. IE:	eV	30. IE:	eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Nickel-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

K	LI	LII	LIII
1s	2s	2p1/2	2p3/2
8333	1008,6	870	852,7

 

MI	MII	MIII	MIV	MV
3s	3p1/2	3p3/2	3d3/2	3d5/2
110,8	68	66,2

 

Weitere Daten

 

Spektrallinien des Nickels

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Nickels mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

 

 

Reines, pulverisiertes Nickel besitzt eine vergrößerte und damit reaktive Oberfläche und zeigt eine deutliche chemische Aktivität; größere Stücke bzw. übliche Blöcke oder Metallteile hingegen reagieren unter Normalbedingungen nur langsam mit der Luft , da sich auf der Oberfläche eine Oxidschicht bildet, die eine Korrosion verhindert (so genannte Passivierung).

Der häufigste Oxidationszustand von Nickel ist +2, aber es sind auch Verbindungen mit Ni⁰, Ni⁺ und Ni³⁺ allgemein bekannt. Darüber hinaus wurden Substanzen mit den für Ni exotischen Oxidationszuständen Ni^2–, Ni^– und Ni⁴⁺ hergestellt und charakterisiert.

 

Chemische Daten

 

Standardpotentiale

E0 (V)	Nox	Name Ox.	Ox.	e-	⇔	Red.	Name Red.	Nox
-0,25	+ II	Nickel(II)-Kation	Ni2+	+ 2 e-	⇔	Ni (s)	Nickel	0
1,593	+ IV	Nickeldioxid	NiO2 (s) + 4 H+	+ 2 e-	⇔	Ni2+ + 2 H2O	Nickel(II)-Kation	+ II

 

Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Nickel-Metalls auf.

 

 

Die nachfolgende Liste enthält einige Berichte sowie interessante Informationsangebote zum Nickel und zu den Nickelverbindungen anderer Anbieter, für dessen Inhalte die jeweiligen Seitenbetreiber verantwortlich sind.

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Physikalische Infos und Daten

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Spezielle Teilinformationen

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Gruppenelemente - Informationen

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Einzelne Verbindungen

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Synthese, Herstellung, Produktion

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Analyse und Bestimmung

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Mineralogie

 

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Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 03.02.2019.

Permalink: https://www.internetchemie.info/chemische-elemente/nickel.php