Физические и химические свойства никеля

Физические свойства

Никель — ковкий и вязкий металл, доступный прокатке в тончайшую фольгу. Предел прочности при растяжении 40−50 кгс/мм², предел упругости 8 кгс/мм², предел текучести 12 кгс/мм²; относительное удлинение 40%; модуль нормальной упругости 205 Гн/м2; твёрдость по Бринеллю 600−800 Мн/м². От абсолютного нуля до 631°К сохраняются ферромагнитные физические свойства. Ферромагнетизм обусловлен особенностями строения внешних электронных оболочек. По той же причине сплавы и ряд производных никеля (окислы, и соединения с галогенами.) магнитоупорядочены с ферро-, реже ферримагнитной структурой. В нормальных условиях кристаллическая решетка имеет β-структуру с гранецентрированным кубическим строением (a = 3,5236. Но после катодного распыления в атмосфере H₂, решётка приобретает плотную гексагональную структуру (а = 2,65 [pic], с = 4,32 [pic]), которая выше t° 200 °C переходит в кубическую. У никеля с кубический решеткой уд. вес 8,9 г/см³ температура плавления 1453 °C; а кипения 3000 °C; уд. теплоёмкость (t° 20°C) 0,44 кдж/(кг-К); температурysq коэффициент линейного расширения 13,3x10^-6 (0−100°С); теплопроводность при 25 °C 90,1 вмl (м-K)[0,215 кал/(см-сек-оС)].

Химические свойства

По химической активности этот метал стоит между благородными металлами и железом. В соединениях Ni чаще всего двухвалентный. В виде порошка активно поглощает Н₂, CO; но насыщаясь газами, теряет свои механические достоинства. Нагреваясь до 500 °C, вступает в связь с кислородом,. Мелкодисперсный порошок пирофорен — самовоспламеняется на воздухе. Закись NiO — зеленоватые кристаллы, нерастворимые в воде (минерал бунзенит). Сгорая в серных парах, образует сульфид Ni₃ S₂. Моносульфид NiS получают, нагревая NiO с серой. Азот не взаимодействует с этим металлом до 1400 °C. Нитрид Ni₃ N образуется, если нагревать порошковый Ni с азотом (t° 445 °C). В раскаленных парах фосфора образуется фосфид Ni₃ P₂. С мышьяком — соединения N_i5 As₂, Ni₃ As (минерал маухерит) и NiAs. В решетке NiAs — гексагональное расположение атомов мышьяка, между которыми втиснуты атомы Ni. Такая структура типична для многих металлидов. Нестойкий карбид Ni3 C образуется после длительного (сотни часов) науглероживания (цементации) порошкового Ni в атмосфере CO при 300 °C. Расплавленный никель легко растворяет углерод, который при охлаждении выделяется в виде графита. С потерей графита снижается ковкость.

Химическая активность

Никель химически менее активен, чем железо, более устойчив к действию кислот и влаги. С органическими кислотами реагирует лишь после длительной экспозиции. В соляной и серной и кислотах растворяется медленно, в разбавленной азотной — легко; а концентрированная азотная кислота пассивирует никель, хотя и в меньшей степени, чем Fe. Кислотные соли никеля — двухвалентны. Почти все они хорошо растворимы в воде, где дают кислую реакцию. Плохо растворимы только соли угольной и фосфорной кислоты. Сульфат NiSO₄ кристаллизуется в виде изумрудно-зелёных кристаллов никелевого купороса NiSO₄ x7H2 O. При прокаливании до 800 °C почти все соли никеля разлагаются. Этот металл устойчив к действию сильных щелочей, но растворяется в растворе аммиака в присутствии (NH4)2 CO3 с образованием интенсивно-синих растворов. Свойство избирательного образования аммиакатов используют во время гидрометаллургического получения никеля из руд.

Химические свойства меняются в зависимости от температуры. Нагреваясь, никель реагирует с SO₂, NH4 и окислами азота, а также в виде мелко измельчённого порошка — с CO с образованием карбонила Ni (CO₎₄. Термической диссоциацией карбонила получают самый чистый никель.

Поставщик

Вас интересуют физические и химические свойства никеля? Поставщик «Ауремо» подробно описывает физические и химические свойства металлов. На сайте поставщика «Ауремо» размещены физические и химические свойства промышленных сплавов и металлов.