| Symbool | Ni |
|---|---|
| Atoomnummer | 28 |
| Atoommassa | 58,693 u |
| Categorie | Overgangsmetaal |
| Groep | 10 |
| Periode | 4 |
| Blok | d-blok |
| Fase bij 20 °C | vast |
| Smeltpunt | 1455 °C |
| Kookpunt | 2913 °C |
| Dichtheid | 8,91 g/cm³ |
| Elektronenconfiguratie | [Ar] 3d8 4s2 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 16, 2 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 1,91 |
| Oxidatiegetallen | +2 |
| Ontdekt | 1751 door Axel Fredrik Cronstedt |
| Engelse naam | Nickel |
Eigenschappen van nikkel
Nikkel is een glanzend, zilverwit metaal met een lichtgouden zweem. Het is hard, maar goed te smeden en tot draad te trekken. Aan de lucht vormt nikkel een dun, beschermend oxidelaagje, waardoor het nauwelijks corrodeert; daarom werd het vroeger veel gebruikt om ijzer en messing te vernikkelen. Het is ferromagnetisch tot ongeveer 354 °C. Het meest voorkomende oxidatiegetal is +2; nikkel(II)zouten in water zijn meestal groen. Nikkel is een goede katalysator, bijvoorbeeld bij het toevoegen van waterstof aan onverzadigde vetten. Fijn verdeeld nikkel (Raney-nikkel) is zo actief dat het in lucht kan ontbranden. Met koolstofmonoxide vormt nikkel bij lage temperatuur de vluchtige, uiterst giftige stof nikkeltetracarbonyl, die in het Mond-proces wordt gebruikt om nikkel te zuiveren. Natuurlijk nikkel bestaat uit vijf stabiele isotopen, waarvan nikkel-58 de grootste (68 procent) is. Nikkel-62 heeft de hoogste bindingsenergie per kerndeeltje van alle bekende kernen.
Naam. De naam komt van het Duitse ‘Kupfernickel’ (koperduivel), omdat Duitse mijnwerkers het erts voor kopererts aanzagen maar er geen koper uit kregen.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Nikkel staat in periode 4 en groep 10 van het periodiek systeem, in het d-blok.
Een neutraal atoom heeft 28 protonen in de kern en 28 elektronen, verdeeld over 4 schillen: 2, 8, 16, 2. Het periodenummer (4) is gelijk aan het aantal schillen.
Buren in het systeem: links/ervoor: Kobalt (Co, 27); rechts/erna: Koper (Cu, 29); eronder in dezelfde groep: Palladium (Pd).
Andere elementen in groep 10: Palladium, Platina, Darmstadtium.
Voorkomen
In de aardkorst is nikkel vrij algemeen, maar het grootste deel van het nikkel op aarde zit in de kern. Winbare ertsen zijn er in twee soorten: sulfide-ertsen, zoals pentlandiet in Canada en het Russische Norilsk, en lateriet-ertsen die door verwering in tropische gebieden ontstonden. Indonesië is inmiddels verreweg de grootste producent, gevolgd door de Filipijnen, Rusland en Nieuw-Caledonië. Het grote Sudbury-bekken in Canada is waarschijnlijk ontstaan door een meteorietinslag, en ijzermeteorieten bevatten vaak 5 tot 30 procent nikkel. Nikkel wordt via smelten, uitlogen en elektrolyse of het Mond-proces gezuiverd.
Toepassingen
- Ongeveer twee derde van het nikkel gaat naar roestvrij staal, dat er taaier en beter bestand tegen corrosie door wordt.
- Accu’s van elektrische auto’s met NMC- of NCA-kathodes bevatten veel nikkel; ook oudere NiMH- en NiCd-batterijen zijn op nikkel gebaseerd.
- Superlegeringen op basis van nikkel weerstaan de hitte in turbinebladen van straalmotoren en gasturbines.
- Munten, zoals de buitenring van de euromunt van 1 euro, bevatten nikkellegeringen.
- Vernikkelen beschermt metaal tegen corrosie en geeft een harde, glanzende laag, vaak als onderlaag voor chroom.
- Nikkelkatalysatoren worden gebruikt bij het harden van vetten en bij de productie van waterstof.
Veelgestelde vragen
Is nikkel magnetisch?
Ja, nikkel is ferromagnetisch, net als ijzer en kobalt. Het wordt dus aangetrokken door een magneet, al minder sterk dan ijzer. Boven ongeveer 354 °C verliest nikkel zijn magnetisme. Legeringen met veel nikkel, zoals sommige soorten roestvrij staal, zijn juist niet magnetisch omdat de kristalstructuur anders is.
Hoe herken je een nikkelallergie?
Bij een nikkelallergie ontstaan jeukende, rode bultjes of eczeem op plekken waar je huid langdurig contact heeft met nikkelhoudend metaal, zoals bij oorbellen, een broeksknoop of horlogebandje. De reactie komt vaak pas na een of twee dagen. In de EU geldt daarom een grens voor nikkelafgifte uit sieraden.