镍Word文件下载.docx
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核内质子数：
核外电子数：
核电核数：
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：
MainNi+2
OtherNi-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）镍
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：
3d84s2
核外电子排布：
2,8,16,2
晶体结构：
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=352.4pm
b=352.4pm
c=352.4pm
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
发现人：
克朗斯塔特
发现时间和地点：
1751瑞典
发现过程：
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。
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，也就是中国的白铜。
矿产分布
世界上红土镍矿分布在赤道线南北30度以内的热带国家，集中分布在环太平洋的热带―亚热带地区，主要有：
美洲的古巴、巴西；
东南亚的印度尼西亚、菲律宾；
大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等。
中国镍矿分布就大区来看，主要分布在西北、西南和东北，其保有储量占全国总储量的比例分别为76.8%、12.1%、4.9%。
就各省（区）来看，甘肃储量最多，占全国镍矿总储量的62%，其次是新疆（11.6%）、云南（8.9%）、吉林（4.4%）、湖北（3.4%）和四川（3.3%）。
其中甘肃金昌的铜镍共生矿床，镍资源储量巨大，仅次于加拿大萨德伯里镍矿，居世界第二，亚洲第一。
物理性质
有良好延展性，具有中等硬度。
镍是银白色金属，具有磁性和良好的可塑性。
有好的耐腐蚀性，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（如兰尼镍，尤指用作氢化的催化剂）
密度8.902克/立方厘米
熔点1453℃
沸点2732℃
化学性质
化学特性
外围电子排布3d84s2，位于第四周期第Ⅷ族。
化学性质较活泼，但比铁稳定。
室温时在空气中难氧化，不易与浓硝酸反应。
细镍丝可燃，加热时与卤素反应，在稀酸中缓慢溶解。
能吸收相当数量氢气。
镍不溶于水，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。
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+；
耐强碱。
镍可以在纯氧中燃烧，发出耀眼白光。
同样的，镍也可以在氯气和氟气中燃烧。
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。
发烟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。
实验室中也常用到硝酸镍，带有结晶水，化学式为NiFe2O4·
6H2O，绿色透明的颗粒，易吸收空气中的水蒸汽。
与铁，钴相似，在常温下对水和空气都较稳定，能抗碱性腐蚀，故实验室中可以用镍坩埚熔融碱。
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。
常压下，镍即可与一氧化碳反应，形成剧毒的四羰基镍（Ni（CO）4），加热后它又会分解成金属镍和一氧化碳。
原子序数28Ni（NO3）2·
6H2O
原子量58.71
金属半径124.6皮米
第一电离能741.1kJ/mol
电负性1.8[1]
主要氧化数+2、+3、+4
镍（Ⅱ）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
镍（Ⅲ）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
2Ni（OH）2+NaClO+H2O==2Ni（OH）3+NaCl
2Ni（OH）3+6HCl==2NiCl2+Cl2+6H2O
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
毒理学简介
羰基镍
金属镍几乎没有急性毒性，一般的镍盐毒性也较低，但羰基镍却能产生很强的毒性。
羰基镍以蒸气形式迅速由呼吸道吸收，也能由皮肤少量吸收，前者是作业环境中毒物侵入人体的主要途径。
羰基镍在浓度为3.5μg/m3时就会使人感到有如灯烟的臭味，低浓度时人有不适感觉。
吸收羰基镍后可引起急性中毒，10分钟左右就会出现初期症状，如：
头晕、头疼、步态不稳，有时恶心、呕吐、胸闷；
后期症状是在接触12至36小时后再次出现恶心、呕吐、高烧、呼吸困难、胸部疼痛等。
接触高浓度时发生急性化学肺炎，最终出现肺水肿和呼吸道循环衰竭而致死亡接触致死量时，事故发生后4至11日死亡。
人的镍中毒特有症状是皮肤炎、呼吸器官障碍及呼吸道癌。
致突变性：
肿瘤性转化：
仓鼠胚胎5μmol/L。
生殖毒性：
大鼠经口最低中毒剂量（TDL0）：
158mg/kg（多代用），胚胎中毒，胎鼠死亡。
致癌性：
IARC致癌性评论：
动物为阳性反应。
迁移转化：
天然水中的镍常以卤化物、硝酸盐、硫酸盐以及某些无机和有机络合物的形式溶解于水。
水中的可溶性离子能与水结合形成水合离子（Ni（H2O）6）2+，与氨基酸、胱氨酸、富里酸等形成可溶性有机络离子，它们可以随水流迁移。
镍在水中的迁移，主要是形成沉淀和共沉淀以及在晶形沉积物中向底质迁移，这种迁移的镍共占总迁移量的80%；
溶解形态和固体吸附形态的迁移仅占5%。
为此，水体中的镍大部分都富集在底质沉积物中，沉积物含镍量可达18～47ppm，为水中含镍量的38000～92000倍。
土壤中的镍主要来源于岩石风化、大气降尘、灌溉用水（包括含镍废水）、农田施肥、植物和动物遗体的腐烂等。
植物生长和农田排水又可以从土壤中带走镍。
通常，随污灌进入土壤的镍离子被土训无机和有机复合体所吸附，主要累积在表层。
来源及用途
元素用途：
主要用来制造不锈钢和其他抗腐蚀合金，如镍钢、铬镍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。
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。
同位素
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2.13656Co
58Ni68.077%稳定
59Ni人造76,000年电子捕获1.07259Co
60Ni26.233%稳定
61Ni1.14%稳定
62Ni3.634%稳定
63Ni人造100.1年β衰变2.13763Cu
64Ni0.926%稳定
储运条件
储存于阴凉、通风的库房。
远离火种、热源。
包装要求密封,不可与空气接触。
应与氧化剂、酸类等分开存放,切忌混储。
采用防爆型照明、通风设施。
制备方法
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。
4.在鼓风炉中混入氧置换硫，加热镍矿可得到镍的氧化物。
而此种氧化物再和与铁反应过的酸液进行作用就能得到镍金属。
5.矿石经煅烧成氧化物后，再用水煤气或炭还原得到镍。
基本知识
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、电解镍
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。
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）。
市场发展
2006年1-12月，中国镍累计产量为111280.01吨，与2005年同期相比增长了22.07%；
2007年1-12月，中国镍累计产量为115772.10吨，与2006年同期相比增长了8.51%；
2008年1-10月，中国镍累计产量为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。
2010年中国镍金属基础储量只有230万吨左右，2010-2013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。
2012年10月5日，中国新疆省地矿部门和矿产企业经4年勘查，在新疆若羌县发现百万吨级特大型镍矿，已探得镍金属资源量128万吨。
《2013-2017年中国金属镍行业全景调研及投资前景预测报告》资料显示，中国和美国为最大消费国。
Higo称，2013年中国镍生铁产量将增至35万吨。
镍生铁为低级铁矿石的替代品。
中国不锈钢生产商镍生铁使用量增加将抑制其对镍的风险偏好，拖累镍价。
他表示，中国需求将增加8.5%至83万吨，而包括生铁在内的产量将增长10%至54万吨。
中国需求占全球总量的47%。
截至2013年5月23日，中国库存180，024吨。
2013年全球不锈钢产量或自1月预估增长1.7%至3，650万吨。
中国产量将增加3.7%至1，680万吨。
根据国际不锈钢论坛，亚洲不锈钢产量占全球总量的70%。
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。
南非：
Nkomati镍矿，位于南非共和国东部Mpumalanga地区，距离约翰内斯堡300公里处，1997年投产，为南非的第一座镍矿。
分为两个矿床：
高含量矿、低含量矿。
高含量矿送至Rustenburg冶炼厂进行冶炼，低含量矿送至博斯瓦纳和津巴布韦进行冶炼。
2007年进行扩产可行性研究，预计2010年扩产项目投产。
2010年产能与产能4000吨左右（金属量）。
扩产后，开采寿命将从2023年延长至2030年，并将逐步改为露天开采。
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