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Nickel ( Ni )

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Allgemeine Beschreibung  

1751 in Stockholm von A.F. Cronstedt entdeckt.

Nickel ist ein silberweißes Metall, das hauptsächlich in Schwefel- und Arsenerzen vorkommt. Nickel wird durch Rösten von Nickeloxid gewonnen und dann unter Verwendung von Kohlenstoff reduziert. Reinnickel wird im sogenannten Mond-Verfahren erzeugt, in dem unreines Nickel mit Kohlenmonoxid (CO) zum Reagieren gebracht wird. Dadurch wird Nickelcarbonyl [Ni(CO)4] gewonnen, was dann bei 200 C zersetzt wird, um schließlich Nickel mit einer Reinheit von 99,99% zu ergeben. Nickel kommt in der Erdkruste mit einer Häufigkeit von 80 ppm vor.

Reinnickel ist schmied- und verformbar. Es ist sehr luft- und wasserbeständig und wird daher als Schutzüberzug verwendet. Von Alkalien wird Nickel nicht angegriffen, jedoch ziemlich leicht von verdünnten Säuren. Nickel kommt insbesondere als Bestandteil verschiedener Legierungen zur Anwendung, z.B. bei Nichrom (Legierung für Widerstandserwärmungselemente), Monel (korrosionsfestes Material), Permalloy (Legierung mit hoher magnetischer Durchlässigkeit bei gleichzeitig geringer Feldstärke und geringem Ummagnetisierungsverlust), Edelstahl, Kupfernickel, Nickel-Silber, usw.

Nickel wird ebenfalls als Münzmaterial genutzt sowie in Schutzbeschichtungen und Anlagen, in denen mit Lebensmitteln oder Chemikalien umgegangen wird. Nickel ist krebserregend und verursacht bei vielen Menschen Allergien. Nickel kommt in vielen Lebensmitteln vor, daher ist es nur sehr schwer vermeidbar.

   

Atomische Eigenschaften

Atomgewicht ( amu ) 58,69
Atomradius - Goldschmidt ( nm ) 0,125
Elektronenstruktur Ar 3d8 4s2
Ionisationspotential Nr. eV
1 7.63
2 18.2
3 35.2
4 54.9
5 75.5
6 108
Kristallstruktur kubisch flächenzentriert
Natürliche Isotopenverteilung Massenzahl %
58 68.27
60 26.10
61 1.13
62 3.59
64 0.91
Ordnungszahl 28
Photoelektrische Austrittsarbeit ( eV ) 4,9
Thermischer Neutronenabsorptionsquerschnitt ( Barns ) 4,54
angegebene Valenzen 0, 1, 2, 3

Elektrische Eigenschaften

Elektrischer Widerstand bei 20C ( µOhmcm ) 6,9
Temperaturkoeffizient bei 0-100C ( K-1 ) 0,0068
Therm. EMK gegenüber Pt (kalt 0C warm 100C) ( mV ) -1,48

Mechanische Eigenschaften

Materialzustand weich hart polykristallin
E-modul im Zugversuch ( GPa )     199,5
Härte - Brinell 100 190
Kerbschlagzähigkeit nach Izod ( J m-1 ) 160 160
Kompressionsmodul ( GPa )     177,3
Poissonsche Konstante     0,312
Streckgrenze ( MPa ) 150 480
Zugfestigkeit ( MPa ) 400 660

Physikalische Eigenschaften

Dichte bei 20C ( g cm-3 ) 8,9
Schmelzpunkt ( C ) 1453
Siedepunkt ( C ) 2732

Thermische Eigenschaften

Latente Schmelzwärme ( J g-1 ) 292
Latente Verdampfungswärme ( J g-1 ) 6378
Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient bei 0-100C ( x10-6 K-1 ) 13,3
Spezifische Wärme bei 25C ( J K-1 kg-1 ) 444
Wärmeleitfähigkeit bei 0-100C ( W m-1 K-1 ) 90,9

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