原子序数 28 · 过渡金属
镍 Ni
别名: Nickel
镍是一种略带金色调的银白色金属,坚韧、耐腐蚀且具有磁性。大部分镍用于不锈钢,它在电动汽车电池的高能量正极中的地位也日益重要。镍与铁一起构成了地核的大部分。
主要性质
| 原子序数 | 28 |
|---|---|
| 原子量 | 58.693 (CIAAW 2024 简化标准原子量) |
| 分类 | 过渡金属 |
| 族 | 10 |
| 周期 | 4 |
| 区 | d |
| 物态(25 °C,1 atm) | 固态 |
| 熔点 | 1728 K (1454.8 °C) |
| 沸点 | 3186 K (2912.8 °C) |
| 密度 | 8.912 g/cm³ |
| 电负性(鲍林标度) | 1.91 |
| 原子半径(范德华半径) | 163 pm |
| 第一电离能 | 7.64 eV |
| 电子亲和能 | 1.156 eV |
| 氧化态 | +3, +2 |
| 发现 | 1751 |
电子排布
- 简写
- [Ar]4s2 3d8
- 完整
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8 4s2
- 各电子层电子数
- 2 · 8 · 16 · 2
轨道表示式
在周期表中的位置
发现历史
早在这种元素被认识之前,人们就已使用含镍的合金。中国数百年来一直制造一种铜镍锌合金,称为“白铜”(英文paktong即由此而来);一些古代钱币中也含有相当量的镍。
17世纪的德国矿工知道一种看起来像铜矿的红色矿石,但冶炼后却得不到铜。他们称之为 Kupfernickel,大意是“铜魔”,把它归咎于一个爱捣乱的精灵。1751年,瑞典矿物学家 阿克塞尔·弗雷德里克·克龙斯泰特 试图从这种矿物(今称红砷镍矿,即砷化镍)中提炼铜,却得到了一种坚硬的白色金属,并宣布这是一种新元素。一些化学家怀疑它只是已知金属的混合物,直到1775年托尔贝恩·贝里曼制得更纯的镍,才证实了克龙斯泰特的结论。
名称由来
克龙斯泰特把 Kupfernickel 缩短为nickel。Nickel在德语中指地精或捣蛋鬼,这个名字表达了矿工们对这种仿佛在欺骗他们的矿石的恼火。元素符号为 Ni。中文“镍”以金字旁加“臬”字,取其读音。
主要用途
- 不锈钢:约三分之二的镍用于制造坚韧、耐腐蚀的奥氏体不锈钢。
- 电池:高镍正极赋予锂离子电池很高的能量密度,镍氢电池则为许多混合动力汽车提供动力。
- 高温合金:镍基合金制成喷气发动机的涡轮叶片,在接近熔点的温度下仍能保持强度。
- 电镀与硬币:镀镍层保护和装饰金属零件,许多国家用白铜(铜镍合金)铸造硬币。
- 特种合金与催化剂:铁镍合金因瓦合金受热几乎不膨胀;细分散的镍能催化油脂的氢化。
同位素
镍有五种稳定同位素:镍-58(约68%)、镍-60(约26%)、镍-61、镍-62和镍-64。镍-62是已知原子核中平均每个核子结合能最高的。放射性的 镍-63 半衰期约100年,用于气相色谱的电子捕获检测器和长寿命β伏特电池。超新星爆发中产生的 镍-56 经钴-56衰变为铁-56,这条衰变链让超新星持续发光数月之久。
日常生活中
镍是引起接触性过敏最常见的原因。会释放镍的耳环、表扣、皮带扣和牛仔裤纽扣可能引起瘙痒性皮疹,因此欧盟限制接触皮肤的物品的镍释放量。
镍可能是某些生物的微量营养素,但尚未证明它在人体中有必需作用。精炼过程中使用的挥发性化合物羰基镍毒性极强。
小知识
- 镍的熔点约为1,728 K(1,455 °C)。
- 铁陨石主要是铁镍合金。
- 加拿大萨德伯里盆地的大型镍矿床与一个古老的陨石撞击构造有关。
同族元素 (10)
数据来源 · 性质:PubChem Periodic Table(美国 NIH/NLM 公开数据)· 原子量:CIAAW 2024 简化标准原子量 · 名称:Wikidata(CC0),韩文名称遵循大韩化学会。获取日期 2026-09-23。