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Nickel

(ehem. Symbol Ni): Reines N. ist ein silbrig glänzendes Metall, das sich wie Eisen schmieden, schweißen, walzen und zu Draht ziehen läßt. Der größte Teil der N. produktion wird für N. Werkstoffe (Werkstoffe) und zur Veredlung von Stahl (Edelstahl) verwendet. Wird dem N. Mangan hinzulegiert (Legierung), erhöht sich seine Festigkeit ohne Beeinträchtigung seiner Korrosionsbeständigkeit (Korrosion). N. legierungen mit Kupfer, Chrom, Eisen, Kobalt usw. zeichnen sich neben hoher Resistenz gegenüber aggressiven Stoffen durch eine hohe Warmfestigkeit aus. Chemie, Physikalische Chemie, Ni, Element der Nebengruppe VIII (4. Periode) des Periodensystems - der Eisengruppe - bzw. der Gruppe Nr. 10 des Langperiodensystems. In der Natur kommt Nickel sowohl in gebundener Form als Oxid (Limonit (Fe,Ni)O(OH)x nH2O), Sulfid (Pentlandit (Ni;Fe)9S8), Arsenid (Nickelit NiAs) und Antimonid (Breithauptit NiSb) als auch elementar (zusammen mit Eisen) in Meteoren und im Erdkern vor. Nickel besitzt die Elektronenkonfiguration [Ar]3d84s2 und besteht aus fünf Isotopen. Elementares Nickel ist ein schwach ferromagnetisches, passivierbares Metall, das in zwei Modifikationen existiert (a-Ni: hexagonal-dichtest; b-Ni: kubisch-dichtest). Es lässt sich ziehen, walzen, schweissen und schmieden. Die Hauptmenge des technisch hergestellten Nickels wird in der Stahlindustrie verwendet, um die Härte, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Stahl zu erhöhen. Nickellegierungen mit Kupfer (Monelmetall: 68 % Ni, 32 % Cu), Chrom (Nichrom) und Molybdän zeichnen sich durch grosse Korrosionsbeständigkeit aus. Als Legierungsbestandteil von Cobalt (Alnico) dient es der Herstellung von Permanentmagneten. Kleine Mengen an Nickel werden in Akkumulatoren, z.B. Nickel-Eisen-Akkumulatoren, eingesetzt. Die Atomkerne der Nickel-Isotope Nickel und Nickel werden nach Durchlaufen von Schwerionenbeschleunigern zur künstlichen Elementsynthese durch sanfte Kernfusion verwendet (Ununnilium, Unununium). Atomkerne des Nickel-Isotops Nickel mit grossem Protonenübersachuss (Isospinprojektionsquantenzahl TZ = -7 / 2) wurden 1996 beim Beschuss eines Berylliumtargets mit einem Nickel-58-Strahl hergestellt, der in einem Schwerionensynchrotron auf relativistische Energie beschleunigt wurde.

Nickel 1: Wichtige Isotope.

Isotop

Natürliche Häufigkeit [%]

Atommasse

Halbwertszeit T1 / 2

58Ni

68,27

57,935 346

stabil

59Ni

0

58,934 349

7,6 × 104 a

60Ni

26,10

59,930 788

stabil

61Ni

1,13

60,931 058

stabil

62Ni

3,59

61,928 346

stabil

63Ni

0

62,929 669

100 a

64Ni

0,91

63,927 968

stabil

 

Nickel 2: Allgemeine, chemische und festkörperphysikalische Eigenschaften.

Ordnungszahl

  28

relative Atommasse (12C = 12,000 0)

  58,69

Dichte (298 K) [g cm-3]

    8,902

Molvolumen [cm3]

    6,59

Oxidationszahlen

-I, 0, I-VI

photoelektrische Arbeit [eV]

    5,5

Debye-Temperatur [K]

413

 

Nickel 3: Thermische und elektromagnetische Eigenschaften.

Siedetemperatur [K]

3 005

Schmelztemperatur [K]

1 723

Siedeenthalpie [kJ mol-1]

   374,3

Schmelzenthalpie [kJ mol-1]

     17,13

Wärmeleitfähigkeit (300 K) [W m-1K-1]

     90,9

spezifische Wärme [kJ kg-1K-1]

       0,448

thermischer Längenausdehungskoeffizient [10-6 K-1]

     13,3

spezifischer Widerstand [10-8 W m]

       6,84

Curietemperatur [K]

   631

spezifische magnetische Suszeptibilität

ferromagnetisch

 

Nickel 4: Atom- und kernphysikalische Eigenschaften.

Termsymbol

3F4

1. Ionisierungsenergie [eV]

  7,635

2. Ionisierungsenergie [eV]

18,169

Elektronenaffinität [eV]

  1,56

Elektronegativität (Pauling)

  1,91

effektive Kernladung (Slater)

  4,05

magnetisches Moment [mB]

  5,59

Ionenradius (Ni2+) [nm]

  0,069

Kovalenzradius [nm]

  0,115

Atomradius [nm]

  0,125

Kernspin (61Ni)

  3 / 2

kernmagnetisches Moment (61Ni) [mK]

-0,750 02

Einfangquerschnitt für thermische Neutronen [barn]

  4,54

 

 

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