Techniklexikon

Nickel

(ehem. Symbol Ni): Reines N. ist ein silbrig glänzendes Metall, das sich wie Eisen schmieden, schweißen, walzen und zu Draht ziehen läßt. Der größte Teil der N. produktion wird für N. Werkstoffe (Werkstoffe) und zur Veredlung von Stahl (Edelstahl) verwendet. Wird dem N. Mangan hinzulegiert (Legierung), erhöht sich seine Festigkeit ohne Beeinträchtigung seiner Korrosionsbeständigkeit (Korrosion). N. legierungen mit Kupfer, Chrom, Eisen, Kobalt usw. zeichnen sich neben hoher Resistenz gegenüber aggressiven Stoffen durch eine hohe Warmfestigkeit aus. Chemie, Physikalische Chemie, Ni, Element der Nebengruppe VIII (4. Periode) des Periodensystems - der Eisengruppe - bzw. der Gruppe Nr. 10 des Langperiodensystems. In der Natur kommt Nickel sowohl in gebundener Form als Oxid (Limonit (Fe,Ni)O(OH)_x nH₂O), Sulfid (Pentlandit (Ni;Fe)₉S₈), Arsenid (Nickelit NiAs) und Antimonid (Breithauptit NiSb) als auch elementar (zusammen mit Eisen) in Meteoren und im Erdkern vor. Nickel besitzt die Elektronenkonfiguration [Ar]3d⁸4s² und besteht aus fünf Isotopen. Elementares Nickel ist ein schwach ferromagnetisches, passivierbares Metall, das in zwei Modifikationen existiert (a-Ni: hexagonal-dichtest; b-Ni: kubisch-dichtest). Es lässt sich ziehen, walzen, schweissen und schmieden. Die Hauptmenge des technisch hergestellten Nickels wird in der Stahlindustrie verwendet, um die Härte, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Stahl zu erhöhen. Nickellegierungen mit Kupfer (Monelmetall: 68 % Ni, 32 % Cu), Chrom (Nichrom) und Molybdän zeichnen sich durch grosse Korrosionsbeständigkeit aus. Als Legierungsbestandteil von Cobalt (Alnico) dient es der Herstellung von Permanentmagneten. Kleine Mengen an Nickel werden in Akkumulatoren, z.B. Nickel-Eisen-Akkumulatoren, eingesetzt. Die Atomkerne der Nickel-Isotope  und  werden nach Durchlaufen von Schwerionenbeschleunigern zur künstlichen Elementsynthese durch sanfte Kernfusion verwendet (Ununnilium, Unununium). Atomkerne des Nickel-Isotops  mit grossem Protonenübersachuss (Isospinprojektionsquantenzahl T_Z = -7 / 2) wurden 1996 beim Beschuss eines Berylliumtargets mit einem Nickel-58-Strahl hergestellt, der in einem Schwerionensynchrotron auf relativistische Energie beschleunigt wurde.

Nickel 1: Wichtige Isotope.

bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Isotop	bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Natürliche Häufigkeit [%]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Atommasse	bottom-alt: solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Halbwertszeit T1 / 2
58Ni	68,27	57,935 346	stabil
59Ni	0	58,934 349	7,6 × 104 a
60Ni	26,10	59,930 788	stabil
61Ni	1,13	60,931 058	stabil
62Ni	3,59	61,928 346	stabil
63Ni	0	62,929 669	100 a
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none;mso-border-left-alt:solid black .75pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 64Ni	bottom:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 0,91	bottom:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 63,927 968	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;mso-border-bottom-alt: solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> stabil

 

Nickel 2: Allgemeine, chemische und festkörperphysikalische Eigenschaften.

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Ordnungszahl	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'>   28
relative Atommasse (12C = 12,000 0)	58,69
Dichte (298 K) [g cm-3]	8,902
Molvolumen [cm3]	6,59
Oxidationszahlen	-I, 0, I-VI
photoelektrische Arbeit [eV]	5,5
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Debye-Temperatur [K]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 413

 

Nickel 3: Thermische und elektromagnetische Eigenschaften.

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Siedetemperatur [K]	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 3 005
Schmelztemperatur [K]	1 723
Siedeenthalpie [kJ mol-1]	374,3
Schmelzenthalpie [kJ mol-1]	17,13
Wärmeleitfähigkeit (300 K) [W m-1K-1]	90,9
spezifische Wärme [kJ kg-1K-1]	0,448
thermischer Längenausdehungskoeffizient [10-6 K-1]	13,3
spezifischer Widerstand [10-8 W m]	6,84
Curietemperatur [K]	631
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> spezifische magnetische Suszeptibilität	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> ferromagnetisch

 

Nickel 4: Atom- und kernphysikalische Eigenschaften.

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Termsymbol	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 3F4
1. Ionisierungsenergie [eV]	7,635
2. Ionisierungsenergie [eV]	18,169
Elektronenaffinität [eV]	1,56
Elektronegativität (Pauling)	1,91
effektive Kernladung (Slater)	4,05
magnetisches Moment [mB]	5,59
Ionenradius (Ni2+) [nm]	0,069
Kovalenzradius [nm]	0,115
Atomradius [nm]	0,125
Kernspin (61Ni)	3 / 2
kernmagnetisches Moment (61Ni) [mK]	-0,750 02
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .6pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Einfangquerschnitt für thermische Neutronen [barn]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;mso-border-bottom-alt: solid black .6pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'>   4,54