元素镍在元素周期表中的位置,镍的元素周期表位置

首页 > 游戏 > 作者:YD1662024-01-08 14:03:48

元素镍在元素周期表中的位置,镍的元素周期表位置(1)

一小块镍,大约3平方厘米。

镍是一种坚硬的银白色金属,它的强度、延展性、耐热性和耐腐蚀性使它在各种材料的开发中非常有用——从电线到硬币再到军事装备。

这种非常有用的金属在元素周期表中排名第28位,位于钴和铜元素之间。镍是电和热的良好导体,是仅有的四种元素(钴、铁、镍和钆)在室温下具有铁磁性(容易磁化)的元素之一。镍是一种过渡金属,这意味着它的价电子在两个而不是一个壳层中,这使得它可以形成几种不同的氧化态。

发现

17世纪欧洲镍矿的发现是一个关于错误身份和迷信的故事。17世纪,德国矿工在矿石山寻找铜时,发现了一种以前不为人知的镍矿(今天被称为砷化镍或镍矿)——一种淡棕红色的镍和砷岩石。矿工们相信他们发现了另一个铜矿,试图提取铜,但是,当然,岩石没有生产出来。沮丧的矿工们指责德国神话中淘气的恶魔Nickel对他们恶作剧,并开始称这种矿石为kupfernickel,意为“铜妖”。

大约一个世纪之后,在1751年,瑞典炼金术士阿克塞尔·弗雷德里克·克朗斯泰特男爵尝试用木炭加热库普费尼镍,发现它的各种特性——比如白色和磁性——清楚地表明它不是铜。克朗斯泰特被认为是第一个提取镍并将其作为一种新元素分离出来的人。他放弃了“kupfer”这个名字,把这种新元素命名为镍。

到底在哪里?

镍是地球上第五丰富的元素。然而,它在地壳下的浓度是地壳内浓度的100倍。事实上,镍被认为是地球内核中含量第二丰富的元素,而铁以极大的优势排在第一位。

镍通常存在于两种类型的矿床中:红土矿床和岩浆硫化物矿床。红土矿床是表面富镍岩石强烈风化的结果。据在深海海底的锰结核和锰壳中也可以发现镍,但目前这些都没有被开采出来。镍的主要矿物来源是褐铁矿、柘榴石和镍榴石。

1848年,挪威成为第一个大规模的镍冶炼基地。在这里,他们使用了一种叫做磁黄铁矿的镍矿石。1883年,在加拿大的萨德伯里盆地发现了大量的镍矿床,今天世界上大约30%的镍都是在这里开采的。据信,这一大块镍矿床是由古代流星撞击造成的。20世纪初,在俄罗斯和南非发现了更多的镍,进一步使镍在工业中占据了重要地位。

元素镍在元素周期表中的位置,镍的元素周期表位置(2)

镍的电子组态和元素性质。

事实

·原子序数(原子核中的质子数):28

·原子符号(元素周期表上):Ni

·原子量(原子的平均质量):58.6934

·密度:8.912克/立方厘米

·室温下的相:固体

·熔点:2651华氏度(1455摄氏度)

·沸点:5275.4华氏度(2913摄氏度)

·同位素数量(同一元素的原子具有不同数量的中子):5个稳定的;26个不稳定

·最常见的同位素:NI-58(68.077%的自然丰度)

超级金属

很少有东西是由纯镍制成的。相反,镍在工业材料中往往起到支撑和稳定的作用;它通常与其他金属结合在一起,生产出更坚固、更闪亮、更耐用的产品。镍通常用作较软金属的保护层。

由于能够承受极高的温度,镍是制造高温合金的首选金属——高温合金是一种以强度大、耐热、耐腐蚀和抗氧化而闻名的金属组合。事实上,根据镍研究所的数据,大约65%的镍用于制造不锈钢,另外20%用于制造其他钢铁和非铁合金,包括高度专业化的军事、航空航天和工业用途。大约9%用于电镀,6%用于其他类型的应用,如硬币、电池和电子产品。

造钱

由于镍是一种坚固且耐腐蚀的材料,所以它是制造硬币的绝佳金属。第一枚含有金属镍的硬币是一美分的飞鹰,这是一种由12%的镍和88%的铜制成的美国硬币。这枚硬币也是第一枚被称为“镍币”的硬币,只流通了两年,即1857年至1858年。

5美分镍币是在几年后的1866年引入的,当时美国内战刚刚结束。在战争之前,大多数硬币仍然是由黄金和白银制成的,这赋予了它们内在的价值。随着战争的谣言开始传播,人们开始囤积这些有价值的硬币,导致经济急剧下滑。为了弥补硬币的不足,人们开始交易银行和商店发行的邮票和纸币。甚至连联邦士兵的工资也由政府发放。

与此同时,实业家约瑟夫·沃顿在战争初期购买了几座镍矿。镍在战争期间是一种非常需要的金属,因为它被用来制造军事装备。然而,战争结束后,镍有了盈余,沃顿可能想知道他该怎么处理这些镍。他敦促立法者开始制造更多的镍币。毕竟,人们不太可能囤积这种不太有价值的金属。

议员们听取了意见,1866年,美国政府铸造了1500万枚5美分硬币,其中75%是铜,25%是镍。镍币充斥着经济,成为战后最重要的硬币。

在美国,五分、一角、25美分和半美元的硬币仍然是由铜镍合金制成的。镍币的镍含量最高,为25%,而其他硬币的镍含量为8.33%。

谁知道?

·许多陨石是由镍铁合金组成的。古埃及人认为这些富含镍的陨石非常重要,他们把它们塑造成美丽的物体。在尼罗河西岸Gerzeh墓地的墓坑中发现了由陨石材料制成的管状珠子(镍重量约占30%)。据信他们是在公元前3300年左右被埋葬的。

·镍被用作几种油中不饱和化合物氢化的催化剂,使物质从液体变为固体。镍催化剂可用于生产人造黄油、起酥油和某些类型的肥皂。

·镍钛诺是一种镍合金,可以记住它以前的形状。如果你把这种镍钛合金丝加热到500摄氏度(932华氏度),你可以把它弯成任何你想要的形状。让它冷却并弯曲成另一种形状。然后重新加热铁丝,观察第一个形状重新出现。

·超新星2007bi的爆炸产生了比太阳大三倍的镍,这使得膨胀的气体在几个月的时间里发出非常明亮的光。

·镍过敏是引起过敏性接触性皮炎最常见的原因之一。一种常见的刺激物是含镍的首饰,比如白金。

·瑞士于1881年生产了第一枚几乎纯镍的硬币,世界上最大的镍生产国加拿大也在1922年至1981年期间推出了99.9%的镍硬币,价值5分。

·在玻璃中加入镍使其呈现绿色。

·根据杰斐逊实验室的说法,一公斤镍可以被拉成300公里长的电线。

磁性

镍是四种铁磁性金属之一,这意味着它们会被磁铁吸引,本身也具有磁性。其他三种是铁、钴和钆。铝镍钴磁铁是铝(Al)、镍(Ni)和钴(Co)的组合,是一种非常强的永久磁铁,即使加热到发红,也能保持磁性。

金属钼是一种软磁合金,由大约80%的镍和20%的铁(以及少量的钼)组成。金属钼具有非常高的磁导率,这使得它可以屏蔽敏感的电子设备免受静电或低频磁场的影响。如果你把金属放在磁铁和金属之间,通常的吸引力实际上就消失了。

毒性

镍研究所称,镍是健康植物生命的必需元素,大多数蔬菜、水果、坚果中都含有微量的镍,巧克力和葡萄酒中的镍含量略高。

但和大多数金属一样,镍进入人体后也会有不好的一面。当大量的镍——一种已知的致癌物质——积聚在土壤、空气或我们的食物和供水中时,就会有毒性的风险。

从事镍精炼、电镀和焊接工作的人面临的健康问题风险最大。吸入微量镍尘的工人患肺癌、纤维化和其他疾病的风险增加。

2012年,埃及25名镀镍工人接受了肝功能检查。结果压倒性地显示,与对照组相比,镍工人的肝功能较差。沙特阿拉伯的另一项研究也暴露了镍对肺部和气道的毒性作用,但研究人员还发现了一个有趣的事实:摄入膳食中的姜黄素(香料姜黄中的活性成分)与毒性和氧化应激的显著降低有关。

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