نیکل یک عنصر شیمیایی با نماد Ni و عدد اتمی 28 است. این یک فلز درخشان نقره‌ای مایل به سفید با رنگ طلایی کمی است. نیکل جزء فلزات واسطه است و سخت و انعطاف پذیر است. نیکل خالص، پودر شده برای به حداکثر رساندن سطح واکنش ، فعالیت شیمیایی قابل توجهی نشان می دهد، اما قطعات بزرگتر در شرایط استاندارد با هوا کند واکنش می دهند زیرا یک لایه اکسید روی سطح تشکیل می شود و از خوردگی بیشتر ( غیرفعال شدن ) جلوگیری می کند. با این حال، بومی خالصنیکل در پوسته زمین فقط در مقادیر بسیار کوچک، معمولاً در سنگ‌های اولترامافیک ، ^[4] [5] و در فضای داخلی شهاب‌سنگ‌های نیکل-آهنی بزرگ‌تر که در خارج از جو زمین در معرض اکسیژن قرار نگرفته‌اند، یافت می‌شود.

نیکل،  ₂₈ Ni

نیکل
ظاهر	براق، فلزی و نقره ای با رنگ طلایی
وزن اتمی استاندارد A r, std (Ni)	58.6934 (4) [1]
نیکل در جدول تناوبی
هیدروژن   هلیوم لیتیوم بریلیم   بور کربن نیتروژن اکسیژن فلوئور نئون سدیم منیزیم   آلومینیوم سیلیکون فسفر گوگرد کلر آرگون پتاسیم کلسیم   اسکاندیم تیتانیوم وانادیوم کروم منگنز اهن کبالت نیکل مس فلز روی گالیوم ژرمانیوم آرسنیک سلنیوم برم کریپتون روبیدیم استرانسیوم     ایتریوم زیرکونیوم نیوبیم مولیبدن تکنتیوم روتنیوم رودیوم پالادیوم نقره اي کادمیوم ایندیوم قلع آنتیموان تلوریم ید زنون سزیم باریم لانتانیم سریم پراسئودیمیم نئودیمیم پرومتیم ساماریوم یوروپیوم گادولینیوم تربیوم دیسپروزیم هولمیوم اربیوم تولیوم ایتربیوم لوتتیوم هافنیوم تانتالیوم تنگستن رنیوم اوسمیوم ایریدیوم پلاتین طلا جیوه (عنصر) تالیم رهبری بیسموت پولونیوم استاتین رادون فرانسیوم رادیوم اکتینیوم توریم پروتاکتینیم اورانیوم نپتونیوم پلوتونیوم آمریکیوم کوریم برکلیوم کالیفرنیوم اینشتینیم فرمیوم مندلویوم نوبلیوم لارنسیم رادرفوردیوم دوبنیوم سیبورژیوم بوریم هاسیوم میتنریوم دارمستادتیوم رونتژنیوم کوپرنیسیم نیهونیوم فلروویوم مسکوویوم لیورموریوم تنسی اوگانسون – ↑ Ni ↓ Pd کبالت ← نیکل → مس
عدد اتمی ( Z )	28
گروه	گروه 10
دوره زمانی	دوره 4
مسدود کردن	d-block
ساختار الکترونی	[ Ar ] 3d 8 4s 2 یا [Ar] 3d 9 4s 1
الکترون در هر پوسته	2، 8، 16، 2 یا 2، 8، 17، 1
مشخصات فیزیکی
فاز در  STP	جامد
نقطه ذوب	1728  کلوین (1455 درجه سانتیگراد، 2651 درجه فارنهایت)
نقطه جوش	3003 کلوین (2730 درجه سانتیگراد، 4946 درجه فارنهایت)
چگالی (نزدیک به  rt )	8.908 گرم بر سانتی متر 3
وقتی مایع (در  mp )	7.81 گرم بر سانتی متر 3
گرمای همجوشی	17.48  کیلوژول بر مول
گرمای تبخیر	379 کیلوژول بر مول
ظرفیت گرمایی مولی	26.07 J/(mol·K)
فشار بخار P  (Pa) 1 10 100 1 کیلو 10 کیلو 100 کیلو در  T  (K) 1783 1950 2154 2410 2741 3184
خواص اتمی
حالت های اکسیداسیون	-2، -1، 0، 1، [2] 2 ، 3، 4 [3] (یک کمی پایه اکسید)
الکترونگاتیوی	مقیاس پاولینگ: 1.91
انرژی های یونیزاسیون	اول: 737.1 kJ/mol دوم: 1753.0 kJ/mol 3: 3395 کیلوژول بر مول ( بیشتر )
شعاع اتمی	تجربی: 124  بعد از ظهر
شعاع کووالانسی	4 ± 124 بعد از ظهر
شعاع واندروالس	ساعت 163 بعد از ظهر
خطوط طیفی نیکل
سایر خواص
اتفاق طبیعی	اولیه
ساختار کریستالی	چهره محور مکعب (FCC)
سرعت صدا میله نازک	4900 متر بر ثانیه (در  rt )
انبساط حرارتی	13.4 میکرومتر/(m⋅K) (در دمای 25 درجه سانتی گراد)
رسانایی گرمایی	90.9 W/(m⋅K)
مقاومت الکتریکی	69.3 nΩ⋅m (در 20 درجه سانتیگراد)
سفارش مغناطیسی	فرومغناطیسی
مدول یانگ	200 گیگا پاسکال
مدول برشی	76 گیگا پاسکال
مدول حجمی	180 گیگا پاسکال
نسبت پواسون	0.31
سختی Mohs	4.0
سختی ویکرز	638 مگاپاسکال
سختی برینل	667–1600 مگاپاسکال
شماره CAS	7440-02-0
تاریخ
کشف و اولین انزوا	اکسل فردریک کرونستد (1751)
ایزوتوپ های اصلی نیکل
ایزوتوپ فراوانی نیمه عمر ( t 1/2 ) حالت پوسیدگی تولید - محصول 58 نی 68.077٪ پایدار 59 نی پی گیری 7.6×10 4  سال ε 59 شرکت 60 نی 26.223٪ پایدار 61 نی 1.140٪ پایدار 62 نی 3.635٪ پایدار 63 نی syn 100 سال β - 63 مس 64 نی 0.926٪ پایدار
دسته: نیکل چشم انداز   صحبت   ویرایش کنید   | منابع

نیکل شهاب سنگی در ترکیب با آهن یافت می شود که بازتابی از منشأ آن عناصر به عنوان محصولات نهایی اصلی سنتز هسته ابرنواخترها است. تصور می‌شود که مخلوط آهن و نیکل هسته‌های بیرونی و درونی زمین را تشکیل می‌دهد . ^[6]

استفاده از نیکل (به عنوان یک طبیعی شهاب سنگی آلیاژ نیکل آهن) به عنوان دور برگشت به عنوان 3500 سال قبل از میلاد برمی گردد. نیکل برای اولین بار در سال 1751 توسط اکسل فردریک کرونستد ، که در ابتدا سنگ معدن را با یک ماده معدنی مس اشتباه گرفت ، در معادن کبالت لوس، هالسینگلند، سوئد، جداسازی و به عنوان یک عنصر شیمیایی طبقه بندی کرد . نام این عنصر برگرفته از یک شیطنت آمیز اساطیر معدنچی آلمانی، نیکل (مشابه نیکل قدیمی )، که نشان دهنده این واقعیت است که سنگ های مس-نیکل در برابر پالایش به مس مقاومت می کنند. یک منبع مهم اقتصادی نیکل، سنگ آهن لیمونیت است، که اغلب حاوی 1-2٪ نیکل است. سایر کانی‌های مهم سنگ نیکل شامل پنتلاندیت و مخلوطی از سیلیکات‌های طبیعی غنی از نیکل به نام گارنیریت است. سایت های اصلی تولید عبارتند از منطقه سادبری در کانادا (که تصور می شود منشاء شهاب سنگی دارد)، کالدونیای جدید در اقیانوس آرام ، و نوریلسک در روسیه .

نیکل در دمای اتاق به آرامی توسط هوا اکسید می شود و در برابر خوردگی مقاوم است. از لحاظ تاریخی، از آن برای آبکاری آهن و برنج ، پوشش تجهیزات شیمی و ساخت آلیاژهای خاصی استفاده می‌شده است که خاصیت نقره‌ای بالایی دارند، مانند نقره آلمانی . حدود 9 درصد از تولید نیکل جهان هنوز برای آبکاری نیکل مقاوم در برابر خوردگی استفاده می شود. اشیاء نیکل اندود شده گاهی اوقات باعث ایجاد حساسیت به نیکل می شوند. نیکل به طور گسترده در سکه ها استفاده می شود ، اگرچه افزایش قیمت آن منجر به جایگزینی فلزات ارزان تر در سال های اخیر شده است.

نیکل یکی از چهار عنصری است (سایر عناصر آهن ، کبالت و گادولینیوم ) ^[7] که تقریباً در دمای اتاق فرومغناطیسی هستند . آهنرباهای دائمی Alnico که بخشی از آن بر پایه نیکل است، بین آهنرباهای دائمی مبتنی بر آهن و آهنرباهای خاکی کمیاب استحکام متوسطی دارند . این فلز در دوران مدرن عمدتاً در آلیاژها ارزشمند است . حدود 68 درصد از تولید جهانی در فولاد ضد زنگ استفاده می شود . 10٪ دیگر برای آلیاژهای مبتنی بر نیکل و مس، 7٪ برای فولادهای آلیاژی، 3٪ در ریخته گری، 9٪ در آبکاری و 4٪ در سایر کاربردها از جمله بخش باتری با رشد سریع استفاده می شود.^[8] از جمله وسایل نقلیه الکتریکی (EVs). ^[9] نیکل به عنوان یک ترکیب، دارای تعدادی کاربرد شیمیایی خاص در تولید است، مانند کاتالیزور برای هیدروژناسیون ، کاتد برای باتری های قابل شارژ، رنگدانه ها و تصفیه سطح فلز. ^[10] نیکل یک ماده مغذی ضروری برای برخی از میکروارگانیسم ها و گیاهانی است که دارای آنزیم هایی با نیکل به عنوان یک مکان فعال هستند. ^[11]

خواص

خواص اتمی و فیزیکی

نیکل فلزی به رنگ سفید مایل به نقره ای با رنگ طلایی ملایمی است که براقیت بالایی دارد. این یکی از تنها چهار عنصری است که در دمای اتاق یا نزدیک به آن مغناطیسی هستند، بقیه آهن، کبالت و گادولینیوم هستند. دمای کوری آن 355 درجه سانتیگراد (671 درجه فارنهایت) است، به این معنی که نیکل حجیم بالاتر از این دما غیر مغناطیسی است. ^[13] سلول واحد نیکل یک مکعب رو به مرکز با پارامتر شبکه 0.352 نانومتر است که شعاع اتمی آن 0.124 نانومتر است. این ساختار کریستالی در برابر فشارهای حداقل 70 گیگا پاسکال پایدار است. نیکل متعلق به فلزات واسطه است. سخت، چکش خوار و شکل پذیر است و دارای الکتریسیته نسبتاً بالایی استهدایت حرارتی برای فلزات واسطه ^[14] استحکام فشاری بالای 34 گیگا پاسکال، که برای کریستال‌های ایده‌آل پیش‌بینی می‌شود، هرگز در مواد حجیم واقعی به دلیل شکل‌گیری و حرکت نابجایی‌ها به دست نمی‌آید. با این حال، در نانوذرات نیکل به آن رسیده است . ^[15]

اختلاف پیکربندی الکترون

اتم نیکل دارای دو پیکربندی الکترونی است ، [Ar] 3d ⁸ 4s ² و [Ar] 3d ⁹ 4s ¹ که از نظر انرژی بسیار نزدیک هستند - نماد [Ar] به ساختار هسته آرگون مانند اشاره دارد . در مورد اینکه کدام پیکربندی کمترین انرژی را دارد، اختلاف نظر وجود دارد. ^[16] کتاب های درسی شیمی پیکربندی الکترونی نیکل را به صورت [Ar] 4s ² 3d ^{8 نقل می کنند} ، ^[17] که می توان آن را نیز [Ar] 3d ⁸ 4s ² نوشت . ^[18] این پیکربندی با قانون ترتیب انرژی Madelung مطابقت دارد، که پیش بینی می کند که 4s قبل از 3d پر می شود. این واقعیت تجربی تأیید می کند که پایین ترین حالت انرژی اتم نیکل یک سطح انرژی 3d ⁸ 4s ² است، به ویژه سطح انرژی 3d ⁸ ( ³ F) 4s ^2 3 F، J  = 4. ^[19]

با این حال، هر یک از این دو پیکربندی به دلیل ساختار خوب به چندین سطح انرژی تقسیم می‌شوند ، ^[19] و دو مجموعه از سطوح انرژی همپوشانی دارند. میانگین انرژی حالت‌های با پیکربندی [Ar] 3d ⁹ 4s ¹ در واقع کمتر از میانگین انرژی حالت‌های با پیکربندی [Ar] 3d ⁸ 4s ^{2 است} . به همین دلیل، ادبیات تحقیق در مورد محاسبات اتمی، پیکربندی حالت پایه نیکل را به صورت [Ar] 3d ⁹ 4s ^{1 نقل می کند} . ^[16]

ایزوتوپ ها

وزن اتمی ایزوتوپ های نیکل از 48  u (48
Ni ) تا 78 u (78
نی ). ^{[ نیازمند منبع ]}

نیکل طبیعی از پنج ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است .58
نی ،60
نی ،61
نی ،62
نی و64
نی ، با58
نیکل فراوان ترین (68.077٪ فراوانی طبیعی ). ^{[ نیازمند منبع ]}

نیکل 62 است میانگین بالاترین انرژی بستگی هستهای به ازای هر هسته از هر هسته ، در 8.7946 مگا الکترون ولت / نوکلئون. ^[20] [21] انرژی اتصال آن از هر دو بیشتر است56
Fe و58
آهن ، عناصر فراوان‌تر که اغلب به اشتباه به عنوان دارای محکم‌ترین هسته‌ها اشاره می‌کنند. ^[22] اگرچه به نظر می‌رسد که این امر نیکل-62 را به عنوان فراوان‌ترین عنصر سنگین در جهان پیش‌بینی می‌کند، نرخ نسبتاً بالایی از تجزیه نوری نیکل در فضای داخلیستاره‌هاباعث می‌شود که آهن تا حد زیادیفراوان‌ترین عنصرباشد. ^[22]

ایزوتوپ پایدار نیکل-60 محصول دختر رادیونوکلئید منقرض شده است 60
آهن ، که با نیمه عمر 2.6 میلیون سال تجزیه می شود. زیرا60
آهن دارای نیمه عمر طولانی است، ماندگاری آن در مواد منظومه شمسی ممکن است تغییرات قابل مشاهده در ترکیب ایزوتوپی ایجاد کند.60
نی . بنابراین، فراوانی60
نیکل موجود در مواد فرازمینی ممکن است بینشی در مورد منشا منظومه شمسی و تاریخ اولیه آن ارائه دهد. ^{[ نیازمند منبع ]}

حداقل 26 ایزوتوپ رادیویی نیکل مشخص شده است که پایدارترین آنهاست59
Ni با نیمه عمر 76000 سال،63
نی با 100 سال و56
نی با 6 روز. تمام ایزوتوپ های رادیواکتیو باقی مانده نیمه عمری کمتر از 60 ساعت دارند و اکثریت آنها نیمه عمری کمتر از 30 ثانیه دارند. این عنصر همچنین یک حالت متا دارد . ^[23]

نیکل-56 رادیواکتیو توسط فرآیند سوزاندن سیلیکون تولید می شود و بعداً در مقادیر زیادی در طول ابرنواخترهای نوع Ia آزاد می شود . شکل منحنی نور این ابرنواخترها در زمان‌های متوسط تا آخر مربوط به واپاشی از طریق جذب الکترون نیکل-56 به کبالت -56 و در نهایت به آهن-56 است. ^[24] نیکل-59 یک رادیونوکلئید کیهانی با عمر طولانی با نیمه عمر 76000 سال است. 59
نیکل کاربردهای زیادی در زمین شناسی ایزوتوپی پیدا کرده است .59
نیکل برای تعیین سن زمینی شهاب سنگ ها و تعیین فراوانی غبار فرازمینی در یخ و رسوب استفاده شده است . نیمه عمر نیکل-78 اخیراً 110 میلی ثانیه اندازه گیری شد و اعتقاد بر این است که ایزوتوپ مهم در سنتز هسته ابرنواختری عناصر سنگین تر از آهن است. ^[25] نوکلید ⁴⁸ Ni که در سال 1999 کشف شد، غنی ترین ایزوتوپ عنصر سنگین از پروتون شناخته شده است. با 28 پروتون و 20 نوترون ، ⁴⁸ Ni " دوبرابر جادویی " است.78
نیکل با 28 پروتون و 50 نوترون. بنابراین هر دو به طور غیرعادی برای هسته‌هایی با عدم تعادل پروتون-نوترون بسیار پایدار هستند . ^[23] [26]

نیکل-63 آلاینده ای است که در ساختار پشتیبانی راکتورهای هسته ای یافت می شود. از طریق جذب نوترون توسط نیکل-62 تولید می شود. مقادیر کمی نیز در نزدیکی سایت های آزمایش تسلیحات هسته ای در اقیانوس آرام جنوبی یافت شده است. ^[27]

وقوع

در زمین، نیکل اغلب در ترکیب با گوگرد و آهن در پنتلاندیت ، با گوگرد در میلریت ، با آرسنیک در کانی نیکلین ، و با آرسنیک و گوگرد در نیکل گالن وجود دارد . ^[28] نیکل است که معمولا در پیدا شهاب سنگ آهن به عنوان آلیاژهای kamacite و taenite . وجود نیکل در شهاب سنگ ها برای اولین بار در سال 1799 توسط ژوزف لوئی پروست ، شیمیدان فرانسوی که سپس در اسپانیا کار می کرد، شناسایی شد. پروست نمونه هایی از شهاب سنگ کامپو دل سیلو را تجزیه و تحلیل کرد(آرژانتین)، که در سال 1783 توسط Miguel Rubín de Celis به دست آمده بود، با کشف وجود نیکل (حدود 10٪) همراه با آهن در آنها. ^[29]

بخش عمده ای از نیکل استخراج از دو نوع سنگ معدن سپرده. اولین مورد لاتریت است ، که در آن مخلوط‌های معدنی اصلی عبارتند از لیمونیت نیکلی‌فر ، (Fe,Ni)O(OH) و گارنیریت (مخلوطی از نیکل آبدار مختلف و سیلیکات‌های غنی از نیکل). دومین ذخایر سولفیدی ماگمایی است که کانی اصلی آن پنتلاندیت است : (Ni,Fe)
9اس
8. ^{[ نیازمند منبع ]}

اندونزی و استرالیا با 43.6 درصد از کل ذخایر جهان بزرگترین ذخایر برآورد شده را دارند. ^[30]

منابع زمینی شناسایی شده در سراسر جهان با میانگین 1% نیکل یا بیشتر شامل حداقل 130 میلیون تن نیکل (حدود دو برابر ذخایر شناخته شده) است. حدود 60 درصد در لاتریت ها و 40 درصد در رسوبات سولفیدی است. ^[31]

بر اساس شواهد ژئوفیزیک ، اعتقاد بر این است که بیشتر نیکل روی زمین در هسته بیرونی و درونی زمین است . کاماسیت و تانیت آلیاژهای طبیعی آهن و نیکل هستند. برای کاماسیت، آلیاژ معمولاً در نسبت 90:10 تا 95:5 است، اگرچه ممکن است ناخالصی ها (مانند کبالت یا کربن ) وجود داشته باشد، در حالی که برای تانیت میزان نیکل بین 20٪ تا 65٪ است. کاماسیت و تانیت نیز در شهاب‌سنگ‌های آهن نیکل یافت می‌شوند . ^[32]

ترکیبات

رایج‌ترین حالت اکسیداسیون نیکل +2 است، اما ترکیبات Ni ⁰ ، Ni ⁺ و Ni ³⁺ به خوبی شناخته شده‌اند و حالت‌های اکسیداسیون عجیب و غریب Ni ²⁻ ، Ni ¹⁻ و Ni ⁴⁺ تولید و مطالعه شده‌اند. . ^[33]

نیکل (0)

نیکل تترا کربنیل (Ni(CO)
4)، کشف شده توسط لودویگ موند ، ^[34] یک مایع فرار و بسیار سمی در دمای اتاق است. با گرم شدن، مجموعه دوباره به نیکل و مونوکسید کربن تجزیه می شود:

نیکل (CO)
4⇌ Ni + 4 CO

همانطور که در بالا توضیح داده شد، از این رفتار در فرآیند Mond برای تصفیه نیکل استفاده می شود. کمپلکس نیکل (0) بیس (سیکلواکتادین) نیکل (0) یک کاتالیزور مفید در شیمی آلی نیکل است زیرا لیگاندهای سیکلواکتادین (یا cod ) به راحتی جابجا می شوند.

نیکل (I)

کمپلکس های نیکل (I) غیر معمول هستند، اما یک مثال کمپلکس چهار وجهی NiBr(PPh ₃ ) ₃ است. بسیاری از کمپلکس های نیکل (I) دارای پیوند Ni-Ni هستند، مانند K diamagnetic قرمز تیره. 
4[نی
2(CN)
6] تهیه شده با کاهش K
2[نی
2(CN)
6] با آمالگام سدیم . این ترکیب در آب اکسید می شود و H را آزاد می کند
2. ^[35]

تصور می‌شود که حالت اکسیداسیون نیکل (I) برای آنزیم‌های حاوی نیکل، مانند [NiFe]-هیدروژناز ، که کاهش برگشت‌پذیر پروتون‌ها به H را کاتالیز می‌کند، مهم است.
2. ^[36]

نیکل (II)

نیکل (II) با تمام آنیون‌های رایج از جمله سولفید ، سولفات ، کربنات، هیدروکسید، کربوکسیلات و هالیدها ترکیباتی را تشکیل می‌دهد . سولفات نیکل (II) در مقادیر زیادی با حل کردن فلز یا اکسیدهای نیکل در اسید سولفوریک تولید می‌شود که هر دو هگزا و هپتا هیدرات را تشکیل می‌دهند ^[37] که برای آبکاری نیکل مفید هستند . نمک های رایج نیکل مانند کلرید، نیترات و سولفات در آب حل می شوند و محلول های سبز رنگ کمپلکس فلزی [Ni(H
2O)
6]2+
. ^[38]

چهار هالید ترکیبات نیکل را تشکیل می دهند، که جامدات با مولکول هایی هستند که دارای مراکز نیکل هشت وجهی هستند. کلرید نیکل (II) رایج ترین است و رفتار آن نشان دهنده سایر هالیدها است. کلرید نیکل (II) با حل کردن نیکل یا اکسید آن در اسید هیدروکلریک تولید می شود . این نمک معمولاً به صورت هگزا هیدرات سبز دیده می شود که فرمول آن معمولاً NiCl ₂ •6H ₂ O است. هنگامی که در آب حل می شود، این نمک کمپلکس آبی فلزی را تشکیل می دهد [Ni(H
2O)
6]2+
. کم آبی NiCl ₂ • 6H _{2 O به} NiCl بی آب زرد رنگ می دهد
2. ^{[ نیازمند منبع ]}

برخی از کمپلکس‌های نیکل (II) چهارگانه، به‌عنوان مثال کلرید بی‌(تری‌فنیل فسفین) نیکل ، هم در هندسه چهاروجهی و هم در هندسه‌های مسطح مربع وجود دارند. مجتمع های چهار وجهی پارامغناطیس هستند ، در حالی که مجتمع های مربعی مسطح دیامغناطیس هستند . از نظر داشتن خواص تعادل مغناطیسی و تشکیل کمپلکس های هشت وجهی، آنها با کمپلکس های دو ظرفیتی فلزات گروه 10 سنگین تر، پالادیوم (II) و پلاتین (II) در تضاد هستند که فقط هندسه مسطح مربع را تشکیل می دهند. ^[33]

نیکلوسن شناخته شده است. شمارش الکترونی آن 20 است که آن را نسبتاً ناپایدار می کند. ^{[ نیازمند منبع ]}

نیکل (III) و (IV)

ترکیبات نیکل (III) متعددی شناخته شده است که اولین نمونه از این قبیل نیکل (III) تری هالوفسفین ها (Ni _III (PPh ₃ )X _{3 است} . ^[39] علاوه بر این، Ni (III) نمک های ساده ای را با فلوراید ^[40] یا یون های اکسید تشکیل می دهد. Ni (III) را می توان توسط لیگاندهای اهداکننده σ مانند تیول ها و ارگانوفسفین ها تثبیت کرد . ^[35]

Ni (IV) در اکسید مخلوط BaNiO وجود دارد
3در حالی که Ni(III) در هیدروکسید اکسید نیکل وجود دارد که به عنوان کاتد در بسیاری از باتری های قابل شارژ از جمله نیکل-کادمیم ، نیکل-آهن ، نیکل هیدروژن و نیکل-فلز هیدرید استفاده می شود و توسط سازندگان خاصی در لیتیوم استفاده می شود. باتری های یونی ^[41] Ni (IV) یک حالت اکسیداسیون نادر از نیکل باقی می ماند و ترکیبات بسیار کمی تا به امروز شناخته شده است. ^{[42] [43] [44] [45]}

تاریخ

از آنجا که سنگ معدن نیکل به راحتی با سنگ معدن نقره و مس اشتباه گرفته می شود، درک این فلز و استفاده از آن به زمان های نسبتاً اخیر برمی گردد. با این حال، استفاده ناخواسته از نیکل قدیمی است و می توان آن را تا 3500 سال قبل از میلاد ردیابی کرد. برنزهای موجود در سوریه امروزی حاوی 2 درصد نیکل هستند. ^[46] برخی از دست نوشته های چینی باستان نشان می دهد که "مس سفید" ( کوپرونیکل ، معروف به baitong ) بین 1700 و 1400 قبل از میلاد در آنجا استفاده می شده است. این مس سفید ^{پاکتونگ} در اوایل قرن هفدهم به بریتانیا صادر شد، اما محتوای نیکل این آلیاژ تا سال 1822 کشف نشد .، Euthydemus II و Pantaleon در قرن دوم قبل از میلاد، احتمالاً خارج از کورونیکل چینی. ^[48]

در آلمان قرون وسطی، یک ماده معدنی زرد فلزی در Erzgebirge (کوه های سنگ معدن) یافت شد که شبیه سنگ معدن مس بود. با این حال، زمانی که معدنچیان قادر به استخراج مس از آن نبودند، یک جن شرور اساطیر آلمانی، نیکل (مشابه نیکل قدیمی ) را به دلیل محاصره مس سرزنش کردند . آنها این سنگ معدن را Kupfernickel از Kupfer آلمانی برای مس نامیدند . ^{[49] [50] [51] [52]} این سنگ معدن در حال حاضر به عنوان معدنی نیکلین ( نیکلیت سابق ^[53] )، یک آرسنید نیکل شناخته می شود . در سال 1751، بارون اکسل فردریک کرونستد تلاش کرد تا مس را از کوپفرنیکل استخراج کند.معدن کبالت در دهکده سوئدی لوس ، و در عوض فلز سفید رنگی تولید کرد که نیکل را به خاطر روحی که نام آن را به این ماده معدنی داده بود، نامید. ^[54] در آلمانی مدرن، Kupfernickel یا Kupfer-Nickel آلیاژ cupronickel را مشخص می‌کند . ^[14]

در اصل، تنها منبع نیکل، کوپفرنیکل کمیاب بود. در آغاز سال 1824، نیکل به عنوان محصول جانبی تولید کبالت آبی به دست آمد . اولین ذوب نیکل در مقیاس بزرگ در سال 1848 در نروژ از پیروتیت غنی از نیکل آغاز شد . معرفی نیکل در تولید فولاد در سال 1889 تقاضا برای نیکل را افزایش داد و ذخایر نیکل کالدونیای جدید که در سال 1865 کشف شد، بیشترین عرضه جهانی را بین سال‌های 1875 تا 1915 فراهم کرد. کشف ذخایر بزرگ در حوضه سادبری ، کانادا. در سال 1883، در نوریلسک-تالنخ ، روسیه در سال 1920، و در مرجانی مرنسکی ، آفریقای جنوبی در سال 1924، تولید نیکل در مقیاس بزرگ را ممکن ساخت. ^[47]

ضرب سکه

جدای از سکه های باختری که ذکر شد، نیکل تا اواسط قرن نوزدهم جزء سکه ها نبود. ^{[ نیازمند منبع ]}

کانادا

99.9 درصد سکه های پنج سنتی نیکل در کانادا (بزرگترین تولیدکننده نیکل در جهان در آن زمان) در سال های غیرجنگ از 1922 تا 1981 ضرب شد. محتوای فلز این سکه ها را مغناطیسی کرده است. ^[55] در طول دوره جنگ 1942-1945، بیشتر یا تمام نیکل از سکه های کانادا و ایالات متحده حذف شد تا برای ساخت زره ذخیره شود. ^[50] [56] کانادا از سال 1968 تا سال 2000 از 99.9٪ نیکل در سکه های با ارزش بالاتر خود استفاده کرد. ^{[ نیاز به نقل از ]}

سوئیس

سکه های تقریباً نیکل خالص برای اولین بار در سال 1881 در سوئیس مورد استفاده قرار گرفت. ^[57]

انگلستان

بیرمنگام جعل سکه های نیکل در سال.  1833 برای تجارت در مالزی. ^[58]

ایالات متحده

در ایالات متحده، اصطلاح "نیکل" یا "نیک" در ابتدا به سنت عقاب پرنده مس نیکل اطلاق می شد که در سال های 1857-1858، 12٪ نیکل را جایگزین مس کرد، سپس از سال 1859 تا 1864 ، سنت هندی همان آلیاژ را جایگزین کرد. هنوز بعداً، در سال 1865، این اصطلاح به نیکل سه سنت تعیین شد و نیکل به 25 درصد افزایش یافت. در سال 1866، نیکل سپر پنج سنتی (25٪ نیکل، 75٪ مس) این نام را به خود اختصاص داد. همراه با نسبت آلیاژ، این اصطلاح تا به امروز در ایالات متحده استفاده شده است. ^{[ نیازمند منبع ]}

کاربرد کنونی

در قرن بیست و یکم، قیمت بالای نیکل منجر به جایگزینی فلز در سکه ها در سراسر جهان شده است. سکه‌هایی که هنوز با آلیاژهای نیکل ساخته می‌شوند شامل سکه‌های یک و دو یورویی ، سکه‌های 5¢، 10¢، 25¢، 50¢ و 1 دلاری آمریکا ، ^[59] و 20p، 50p، £1 و 2 پوندی بریتانیا هستند . از سال 2012، آلیاژ نیکل مورد استفاده برای سکه های 5p و 10p بریتانیا با فولاد نیکل اندود جایگزین شد. این موضوع باعث ایجاد یک بحث عمومی در مورد مشکلات افراد مبتلا به آلرژی به نیکل شد . ^[57]

تولید جهانی

تخمین زده می شود که بیش از 2.5 میلیون تن نیکل در سال در سراسر جهان استخراج می شود، اندونزی (760,000 تن)، فیلیپین (320,000 تن)، روسیه (280,000 تن)، کالدونیای جدید (200,000 تن)، استرالیا (170,000 تن) ) و کانادا (150000 تن) بزرگترین تولیدکنندگان تا سال 2020 بودند ^{. [61]} بزرگترین ذخایر نیکل در اروپای غیرروسی در فنلاند و یونان واقع شده است.. منابع زمینی شناسایی شده با میانگین 1% نیکل یا بیشتر حاوی حداقل 130 میلیون تن نیکل هستند. تقریباً 60 درصد در لاتریت ها و 40 درصد در رسوبات سولفیدی است. علاوه بر این، منابع نیکل گسترده ای در اعماق اقیانوس آرام ، به ویژه در منطقه ای به نام منطقه کلاریون کلیپرتون به شکل گره های چند فلزی که کف دریا را در عمق 3.5 تا 6 کیلومتری زیر سطح دریا تشکیل می دهند، یافت می شود. ^[62] [63] این گره‌ها از فلزات خاکی کمیاب متعددی تشکیل شده‌اند و ترکیب نیکل این گره‌ها 1.7 درصد تخمین زده می‌شود. ^[64] با پیشرفت علم مدرن ومهندسی ، مقررات در حال حاضر توسط سازمان بین المللی بستر دریا وضع شده است تا اطمینان حاصل شود که این گره ها به شیوه ای وجدانکارانه از نظر زیست محیطی جمع آوری می شوند و در عین حال به اهداف توسعه پایدار سازمان ملل متحد پایبند هستند . ^[65]

تنها محلی در ایالات متحده که نیکل در آن به طور سودآور استخراج شده است ، ریدل، اورگان است ، که در آن چندین مایل مربع ذخایر سطحی گارنیریتی نیکل دار واقع شده است. این معدن در سال 1987. بسته ^[66] [67] عقاب پروژه معدن یک معدن نیکل جدید در است میشیگان را شبه جزیره بالا . ساخت و ساز در سال 2013 به پایان رسید و عملیات در سه ماهه سوم سال 2014 آغاز شد. ^[68] در اولین سال کامل بهره برداری، معدن عقاب 18000 تن تولید کرد. ^[68]

 

تولید

نیکل از طریق متالورژی استخراجی به دست می آید : از سنگ معدن با فرآیندهای بو دادن و احیاء معمولی استخراج می شود که فلزی با خلوص بیش از 75 درصد به دست می آورد. در بسیاری از کاربردهای فولاد ضد زنگ ، بسته به ناخالصی‌ها، می‌توان از نیکل خالص 75 درصد بدون خالص‌سازی بیشتر استفاده کرد. ^{[ نیازمند منبع ]}

به طور سنتی، بیشتر سنگ‌های سولفیدی با استفاده از تکنیک‌های پیرومتالورژیکی برای تولید مات برای پالایش بیشتر پردازش می‌شوند. پیشرفت‌های اخیر در تکنیک‌های هیدرومتالورژی منجر به تولید محصول نیکل فلزی خالص‌تر شده است. اکثر ذخایر سولفیدی به طور سنتی با غلظت از طریق فرآیند شناورسازی کف و سپس استخراج پیرومتالورژیکی پردازش می‌شوند . در فرآیندهای هیدرومتالورژی، کانی‌های سولفید نیکل با فلوتاسیون (فلوتاسیون دیفرانسیل در صورتی که نسبت نیکل به آهن خیلی کم باشد) غلیظ و سپس ذوب می‌شوند. مات نیکل بیشتر با فرآیند شریت-گوردون پردازش می شود . ابتدا مس با افزودن حذف می شودسولفید هیدروژن ، کنسانتره ای از کبالت و نیکل را بر جای می گذارد. سپس از استخراج با حلال برای جداسازی کبالت و نیکل استفاده می شود که محتوای نیکل نهایی آن بیش از 99٪ باشد. ^{[ نیازمند منبع ]}

پالایش الکتریکی

دومین فرآیند متداول پالایش، شسته کردن فلز مات در محلول نمک نیکل است، و به دنبال آن نیکل از محلول با آبکاری روی کاتد به عنوان نیکل الکترولیتی استخراج می شود. ^[69]

فرآیند موند