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基本字义
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镍 拼音:niè 繁体字:镍

  部首:钅,部外笔画:10,总笔画:15 ; 繁体部首:金,部外笔画:10,总笔画:18

  五笔86&98:QTHS 仓颉:XCHUD 

  笔顺编号:311153251111234 四角号码:86794 UniCode:CJK 统一汉字 U+954D

  (镍)nièㄋㄧㄝˋ

  ◎ 一种金属元素,可用来制造货币等,镀在其他金属上可以防止生锈。

  英语:nickel

常用词组
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镍币

◎ 镍币 nièbì

  [nickel coin] 镍质的货币

  

镍钢

◎ 镍钢 niègāng

  [nickel steel] 含镍的钢

金属元素
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金属镍

镍;近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素,它能够高度磨光和抗腐蚀。溶于硝酸后,呈绿色。主要用于合金(如镍钢和镍银)及用作催化剂(如拉内镍,尤指用作氢化的催化剂) [nickel]——元素符号Ni。

  元素原子量:58.69

  元素类型:金属

  原子体积:(立方厘米/摩尔)

  6.59

  元素在太阳中的含量:(ppm)

  80

  元素在海水中的含量:(ppm)

  太平洋表面 0.0001

  地壳中含量:80(ppm)

  元素中文名称:镍

  元素英文名称:Nickel

  相对原子质量:58.69

  核内质子数:28

  核外电子数:28

  核电核数:28

  质子质量:4.6844E-26

  质子相对质量:28.196

  所属周期:4

  所属族数:VIII

  摩尔质量:59

  氢化物:NiH3

  氧化物:NiO

  最高价氧化物化学式:Ni2O3

  氧化态:

  Main Ni+2

  Other Ni-1, Ni0, Ni+1, Ni+3, Ni+4, Ni+6

  密度:8.902

  熔点:1453.0

  沸点:2732.0

  声音在其中的传播速率:(m/S)

  4900

  电离能 (kJ/ mol)

  M - M+ 736.7

  M+ - M2+ 1735.0

  M2+ - M3+ 3393

  M3+ - M4+ 5300

  M4+ - M5+ 7280

  M5+ - M6+ 10400

  M6+ - M7+ 12800

  M7+ - M8+ 15600

  M8+ - M9+ 18600

  M9+ - M10+ 21660

  外围电子排布:3d8 4s2

  核外电子排布:2,8,16,2

晶体结构
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  晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。

  晶胞参数:

  aa = 352.4 pm

  b = 352.4 pm

  c = 352.4 pm

  α = 90°

  β = 90°

  γ = 90°

  莫氏硬度:4

  颜色和状态:银白色金属

  原子半径:1.62

  常见化合价:+2,+3

  发现人:克朗斯塔特

  发现时间和地点:1751 瑞典

  元素来源:镍黄铁矿[(Ni,Fe)9S8]

元素用途
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  具有铁磁性的金属元素,它能够高度磨光和抗腐蚀。主要用于合金(如镍钢和镍银)及用作催化剂(如拉内镍,尤指用作氢化的催化剂) ,可用来制造货币等,镀在其他金属上可以防止生锈。

  可用于电镀制作搪塑(旋转) 成型的模具。

  发现人:克郎斯塔特 发现年代:1751年

镍化合物
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1、镍(Ⅱ)的化合物

  (1)氧化镍:NiC2O4==NiO+CO+CO2

  (2)氢氧化镍:Ni2+2OH-==Ni(OH)2

  (3)硫酸镍 2Ni+2H2SO4+2HNO3==2NiSO4+NO2+NO+3H2O NiO+H2SO4==NiSO4+H2O NiCO3+H2SO4==NiSO4+CO2+H2O

  (4)卤化镍:NiF2 NiCl2 NiBr2 NiI2

2、镍( Ⅲ )的化合物

  (1)氧化高镍

  4NiO+O2==2Ni2O3

  2Ni(OH)2+Br2+2OH-==Ni2O3+2Br-+3H2O

  2Ni2O3+4H2SO4==4NiSO4+O2+4H2O

  Ni2O3+6HCl==2NiCl2+Cl2+3H2O

  (2)氢氧化高镍

  4NiCO3+O2==2Ni2O3+4CO2

  2Ni2++6OH-+Br2==2Ni(OH)3+2Br-

  2Ni(OH)2+NaClO+H2O==2Ni(OH)3+NaCl

  2Ni(OH)3+6HCl==2NiCl2+Cl2+6H2O

镍的配合物

  (1)氨配位化合物:[Ni(NH3)6]2+

  (2)氰配位化合物:[Ni(CN)4]2-

  (3)螯合物:[Ni(en)3]2+

  (4)羰基配位化合物

  (a) Ni(Co)4

  (b)(C2H5)2Ni

发现过程:
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  1751年,瑞典的克郎斯塔特,用红砷镍矿表面风化后的晶粒与木炭共热,而制得镍。

元素描述
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  有铁磁性和延展性,能导电和导热。常温下,镍在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜,不但能阻止继续被氧化,而且能耐碱、盐溶液的腐蚀。块状镍不会燃烧,细镍丝可燃,特制的细小多孔镍粒在空气中会自燃。加热时,镍与氧、硫、氯、溴发生剧烈反应。细粉末状的金属镍在加热时可吸收相当量的氢气。镍能缓慢地溶于稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸,但在发烟硝酸中表面钝化。镍的氧化态为-1、+1、+2、+3、+4 ,简单化合物中以+2价最稳定,+3价镍盐为氧化剂。镍的氧化物有NiO和Ni2O3。氢氧化镍〔Ni(OH)2〕为强碱,微溶于水,易溶于酸。硫酸镍(NiSO4)能与碱金属硫酸盐形成矾 Ni(SO4)2o6H2O(MI为碱金属离子)。+2价镍离子能形成配位化合物。在加压下,镍与一氧化碳能形成四羰基镍〔Ni(CO)4〕,加热后它又会分解成金属镍和一氧化碳。

  银白色金属,密度8.9克/厘米3。熔点1455℃,沸点2730℃。化合价2和3。电离能为7.635电子伏特。质坚硬,具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蚀性,在空气中不被氧化,又耐强碱。在稀酸中可缓慢溶解,释放出氢气而产生绿色的正二价镍离子Ni2+;对氧化剂溶液包括硝酸在内,均不发生反应。镍是一个中等强度的还原剂。

元素来源
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  矿石经煅烧成氧化物后,用水煤气或碳还原而制得。

元素用途:

  

镍铬合金

主要用来制造不锈钢和其他抗腐蚀合金,如镍钢、镍铬钢及各种有色金属合金,含镍成分较高的铜镍合金,就不易腐蚀。也作加氢催化剂和用于陶瓷制品、特种化学器皿、电子线路、玻璃着绿色以及镍化合物制备等等。

元素辅助资料:

  镍在地壳中含量不小,大于常见金属铅、锡等,但明显比铁少得多,而且镍和铁的熔点不相上下,因此注定它比铁发现得晚。

  17世纪末,欧洲人开始注意镍砒(砷)矿。当时德国用它来制造青色玻璃,采矿工人称它为kupfernickel。“kupfer”在德文中是“铜”;“nickel”是骂人的话,大意是“骗人的小鬼”。因此这一词可以义译为“假铜”。当时人们认为它是铜和砷的混合物。

  瑞典化学家克隆斯特研究了这个矿物,他得到了少量与铜不同的金属。他在1751年发表研究报告,认为这是一种新金属,就称它为nickel,这也就是镍的拉丁名称niccolum和符号Ni的来源。镍在欧洲被发现后,德国人首先把它掺入铜中,制成所谓日耳曼银,或称德国银,也就是我国的白铜。

  最稳定的同位素

  同位素 丰度 半衰期 衰变模式 衰变能量 衰变产物

  MeV

  56Ni 人造 6.077天 电子捕获 2.136 56Co

  58Ni 68.077 % 稳定

  59Ni 人造 76,000年 电子捕获 1.072 59Co

  60Ni 26.233 % 稳定

  61Ni 1.14 % 稳定

  62Ni 3.634 % 稳定

  63Ni 人造 100.1年 β衰变 2.137 63Cu

  64Ni 0.926 % 稳定

基本知识
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  在自然界,最主要的镍矿是红镍矿(砷化镍)与辉砷镍矿(硫砷化镍)。古巴是世界上最著名的蕴藏镍矿的国家,在多米尼加也有大量的镍矿。

  金属镍主要用于电镀工业,镀镍的物品美观、干净、又不易锈蚀。极细的镍粉,在化学工业上常用作催化剂。

  镍大量用于制造合金。在钢中加入镍,可以提高机械强度。如钢中含镍量从2.94%增加到了7.04%时,抗拉强度便由52.2公斤/毫米2增加到72.8公斤/毫米3。镍钢用来制造机器承受较大压力、承受冲击和往复负荷部分的零件,如涡轮叶片、曲轴、连杆等。含镍36%、含碳0.3-0.5%的镍钢,它的膨胀系数非常小,几乎不热胀冷缩,用来制造多种精密机械,精确量规等。含镍46%、含碳0.15%的高镍钢,叫“类铂”,因为它的膨胀系数与铂、玻璃相似,这种高镍钢可熔焊到玻璃中。在灯泡生产上很重要,可作铂丝的代用品。一些精密的透镜框,也用这种类铂钢做,透镜不会因热胀冷缩而从框中掉下来。由67.5%镍、16%铁、15%铬、1.5%锰组成的合金,具有很大的电阻,用来制造各种变阻器与电热器。

  钛镍合金具有“记忆”的本领,而且记忆力很强,经过相当长的时间,重复上千万次都准确无误。它的“记忆”本领就是记住它原来的形状,所以人们称它为“形状记忆合金”。原来这种合金有一个特性转变温度,在转变温度之上,它具有一种组织结构,而在转变温度之下,它又有另一种组织结构。结构不同,性能也就不同。例如:一种钛镍记忆合金,当它在转变温度之上时,很坚硬,强度大,而在这个温度以下,它却很软,容易冷加工。这样,当我们需要它记忆什么形状时,就把它做成那种形状,这就是它的“永久记忆“形状,在转变温度以下,由于它很软,我们便可以在相当大的程度内使其任意变形。而当需要它恢复到原来形状时,只要把它加热到转变温度以上就行了。

  镍具有磁性,能被磁铁吸引。而用铝、钴与镍制成的合金,磁性更强了。这种合金受到电磁铁吸引时,不仅自己会被吸过去,而且在它下面吊了比它重六十倍的东西,也不会掉下来。这样,可以用它来制造电磁起重机。

  镍的盐类大都是绿色的。氢氧化镍是棕黑色或者绿色的,氧化镍则是灰黑色的。氧化镍常用来制造铁镍碱性蓄电池。氢氧化镍常作为镍氢、镍镉电池的正极材料。

  二价镍离子常用丁二酮肟来鉴定,在氨性溶液中,镍离子(Ni2+)与丁二酮肟(Dimethylglyoxime)生成鲜红色沉淀(Ni(dmgH)2)。

服装服饰中的镍
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  欧盟于1994年通过了94/27/EC 指令(Nickel Release Directive),该指示是用以管制镍(Ni)(Ni)在与皮肤有直接及长期接触的产品上的使用量。镍一般出现在合金中,有服装产品中用作金属配饰,如钮扣、拉链、铆钉、金属耳环、项链、戒指等。有些人对镍会产生过敏性反应,如果长期接触含镍的饰品,就会对皮肤产生严重的刺激。

  “镍的释放一直受到EC的限制。对长期接触皮肤的镀金或非镀金产品,其每周排放的数量不超过0.5ug/CM 2。而穿环用的金属底部组件如耳环杆,其每周排放量不能超过0.2ug/cm2。

  矿物质:镍,什么是镍,镍的作用

  

镍的简介
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  银白色金属,密度8.9克/厘米3。熔点1455℃,沸点2730℃。化合价2和3。质坚硬,具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蚀性,在空气中不被氧化,又耐强碱。在稀酸中可缓慢溶解,释放出氢气而产生绿色的正二价镍离子Ni2+;对氧化剂溶液包括硝酸在内,均不发生反应。镍是一个中等强度的还原剂。镍不溶于水,二价镍可能是主要生物类型,在生物体内能与很多物质络合、螯合或结合。

镍的性质
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  镍具有良好的机械强度和延展性,难熔、在空气中不氧化的特性。常温下在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜,能阻止本体金属继续氧化。盐酸、硫酸、有机酸和碱性溶液对镍的浸蚀极慢。镍在稀硝酸缓慢溶解。强硝酸能使镍表面钝化而具有抗腐蚀性。镍同铂、钯一样,钝化时能吸大量的氢,粒度越小,吸收量越大。镍的重要盐类为硫酸镍和氯化镍。

镍的发现
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  镍在地壳中含量不小,大于常见金属铅、锡等,但明显比铁少得多,而且镍和铁的熔点不相上下,因此注定它比铁发现得晚。1751年,瑞典的克郎斯塔特,用红砷镍矿表面风化后的晶粒与木炭共热,而制得镍。1952年有报告提出动物体内有镍,后来又有人提出镍是哺乳动物的必需微量元素,1973年有人第一次提出镍是必需微量元素。1975年以后开展了镍的营养与代谢研究。

  食物来源

  含镍丰富的食物有:巧克力、果仁、干豆和谷类。

  代谢吸收

  膳食中的镍经肠道铁运转系统通过肠黏膜,吸收与运转过程尚不清楚,镍的吸收率约3%~10%,奶、咖啡、茶、橘子汁、维生素C等使吸收率下降。在铁缺乏或怀孕和哺乳时吸收率可增加。吸收人血的镍通过血清中主要配体白蛋白运送到全身。镍也与血清中的L-组氨酸和α-巨球蛋白相结合。吸收入血的镍60%由尿排出,汗液中镍的含量较高,胆汁也可排出不少的镍。在某些环境中存在羰基镍,它是无色透明液体,沸点43℃,可以蒸气形式由呼吸系统迅速吸入,皮肤也可少量吸收,羰基镍进入体内后约1/3在6小时由呼气排出,其余通过肺泡吸收入血,最后由尿排出。羰基镍吸入后24h体内仅留17%,6天内全部排出。

镍的致敏性
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  镍是最常见的致敏性金属,约有20%左右的人对镍离子过敏,女性患者的人数要高于男性患者,在与人体接触时,镍离子可以通过毛孔和皮脂腺渗透到皮肤里面去,从而引起皮肤过敏发炎,其临床表现为皮炎和湿疹。一旦出现致敏,镍过敏能常无限期持续。患者所受的压力、汗液、大气与皮肤的湿度和磨擦会加重镍过敏的症状。镍过敏性皮炎临床表现为瘙痒、丘疹性或丘疹水疱性的皮炎,伴有苔藓化。

生理功能
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  在较高等动物与人的体内,镍的生化功能尚未了解。但体外实验,动物实验和临床观察提供了有价值的结果。

  1.体外实验显示了镍硫胺素焦磷酸(辅羧酶)、磷酸吡哆醛、卟啉、蛋白质和肽的亲和力,并证明镍也与RNA和DNA结合。

  2.镍缺乏时肝内6种脱氢敏减少,包括葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶和谷氨酸脱氢酶。这些酶参与生成NADH、无氧糖酵解、三羧循环和由氨基酸释放氮。而且镍缺乏时显示肝细胞和线粒体结构有变化,特别是内网质不规整,线粒体氧化功能降低。

  3.贫血病人血镍含量减少,而且铁吸收减少,镍有刺激造血功能的作用,人和动物补充镍后红细胞、血红素及白细胞增加。

  生理需要

  由于膳食中每日摄入镍70~260μg/d,人的需要量是根据动物实验结果推算的,可能需要量为25~35μg/d。

  过量表现

  每天摄入可溶性镍250mg会引起中毒。有些人比较敏感,摄入600μg即可引起中毒。依据动物实验,慢性超量摄取或超量暴露,可导致心肌、脑、肺、肝和肾退行性变。

  有资料显示:每天喝含镍高的水会增加癌症发病率,特别是己患癌症在放化疗期间应必须杜绝与镍产品接触.目前市场上经销的部份陶瓷制饮食用具应慎重选择使用,平时生活中拿一个含镍高的陶瓷具做饮水具,会提高发病机会.

  另外,也有一些非正规厂家生产的性药品也有镍的高成份.所以对镍与人身健康应高度重视.

  镍缺乏症

  动物实验显示缺乏镍可出现生长缓慢,生殖力减弱。

镍的制法
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  ①电解法。将富集的硫化物矿焙烧成氧化物,用炭还原成粗镍,再经电解得纯金属镍。

  ②羰基化法。将镍的硫化物矿与一氧化碳作用生成四羰基镍,加热后分解,又得纯度很高的金属镍。

  ③氢气还原法。用氢气还原氧化镍,可得金属镍。

镍业发展
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  中国镍供给有两个部分组成,一部分是新产镍精矿供应,这部分占镍总供给量的72.9%,另一部分来自再生镍占27.1%,随着经济建设和钢铁工业的发展,镍的需求量不断增加。

  2006年1-12月,全国镍累计产量为111280.01吨,与2005年同期相比增长了22.07%;2007年1-12月,全国镍累计产量为115772.10吨,与2006年同期相比增长了8.51%;2008年1-10月,全国镍累计产量为112209.99吨,与2007年同期相比增长了8.99%。

  中国镍行业在不断发展的同时,也存在一些问题,如镍矿中多为低品味,露采比例很小,可采储量仅占总储量的10%,开采和冶炼的技术相对较为落后;选矿一般采用弱酸或弱碱介质浮选工艺,选矿能力为430万吨/年;中国镍冶炼除几家大型企业以外普遍采用火法的选锍熔炼技术,精炼镍主要采用硫化镍阳极隔膜电解和硫酸选择性浸出——电积工艺,与世界先进技术还有一定差距,因此中国开采和冶炼的成本居高不下。

  2010年预计中国镍消费量将达到40万吨/年以后,中国将成为世界最大的镍消费国。现在中国镍金属基础储量只有230万吨左右,近年来中国镍矿勘探没有重大进展,如果就按照这样消费下去的话,10年后中国的镍矿资源将逐渐消耗殆尽。

世界十大镍生产国
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  年产量(千公吨)

  
国名1977198219871992
俄罗斯144.3165.2272.0215.0
加拿大235.488.6189.0192.1
新喀里多尼亚109.160.156.9113.1
印尼14.045.957.878.1
澳洲85.887.674.664.0
中国-12.025.037.0
古巴37.036.133.832.2
南非23.022.034.328.4
多米尼加共和国24.25.432.525.0
博茨瓦纳12.117.825.923.5
十国小计685.0540.6801.8808.4
全球总计772.8621.6892.5921.9

测试方法
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  将测试镍(Ni)释放的对象放入人造汗水测试液中一星期。使用原子吸收光谱、电感耦合等离子光谱或者其他的合适的分析方法测试溶液中溶解的镍(Ni)的浓度。

  一般使用以下方法:

  ﹡总镍(Ni)含量测试(EN1810:2005);

  ﹡与皮肤有直接及长期接触的产品的镍(Ni)释放量测试(EN1811:1999,适用于没有电镀涂层之产品);

  ﹡有涂层物件在催化及磨损后镍(Ni)释出量的测试(EN12472:2005,适用于有涂层之产品)

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