Níquel


Símbolo: Ni
Clasificación: Metales de transición Grupo 10
Número Atómico: 28
Masa Atómica: 58,6934
Número de protones/electrones: 28
Número de neutrones (Isótopo 59-Ni): 31
Estructura electrónica: [Ar] 3d8 4s2
Electrones en los niveles de energía: 2, 8, 16, 2
Números de oxidación: +2, +3
Electronegatividad: 1,91
Energía de ionización (kJ.mol-1): 737
Afinidad electrónica (kJ.mol-1): 156
Radio atómico (pm): 125
Radio iónico (pm) (carga del ion): 78(+2), 62(+3)

Entalpía de fusión (kJ.mol-1): 17,6
Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 371,8
Punto de Fusión (ºC): 1455
Punto de Ebullición (ºC): 2913
Densidad (kg/m3): 8900; (20 ºC)
Volumen atómico (cm3/mol): 6,60
Estructura cristalina: Cúbica
Color: Blanco plateado
Propiedades comparadas



Isótopos: Cinco isótopos naturales: 58-Ni (68,077%), 60-Ni (26,223%), 61-Ni (1,140%), 62-Ni (3,634%), 64-Ni (0,926%). Veinticuatro inestables cuyo período de semidesintegración oscila entre 38 milisegundos (52-Ni) y 76000 años (59-Ni).
Descubierto en: 1751
Descubierto por: Alex V. Cronstedt
Fuentes: Minerales: pirrotina, garnierita, millerita, niquelina, gersdorfita, ullmanita, rammelsbergita, cloantita, nódulos manganosos del fondo del mar.
Usos: Aleaciones duras, tenaces y estables a la corrosión. Válvulas, cableado, galvanizado (niquelado), monedas, procesado químico y de alimentos, vasijas, acumuladores.
Curiosidades sobre el elemento: En la Edad Media se confundían sus minerales con los de cobre. Fue descubierto y aislado por Cronstedt en 1751.
Se encuentra en muchos meteoritos y con frecuencia se utiliza para determinar si un mineral procede de meteoritos o no. Los meteoritos de hierro o sideritas contienen hierro aleado con entre un 5 a un 20% de níquel. Excepto en los meteoritos, no se encuentra libre, aunque el núcleo de la Tierra contiene grandes cantidades. En la corteza se encuentra en un 8,4x10-3% en peso. Los minerales están asociados con los de cobalto y hierro: pirrotina (pirita de cobre [CuFeS2] con pentlandita [NiS]), garnierita ((Ni,Mg)3H4Si2O11), millerita (NiS), niquelina (NiAs), gersdorfita (NiAsS), ullmanita (NiSbS), rammelsbergita (NiAs2), cloantita (NiAs2-3), nódulos manganosos del fondo del mar. Otros son annabergita [Ni3(AsO4)2.8H2O], forbesita [(Ni,Co)HAsO4], maucherita [Ni4As3].
Comercialmente (un 30%) se obtiene de la pentlandita y pirrotina extraída del cráter de impacto de un meteorito en Sudbury (Ontario, Canadá).
El mineral se concentra y se tuesta en un horno de reverbero; el material obtenido (mezcla de sulfuros de cobre y níquel) se trata según la composición: proceso Mond. El níquel tetracarbonilo [Ni(CO)4] es un compuesto que se obtiene haciendo reaccionar el metal con monóxido de carbono a 50ºC. Es un líquido volátil y muy venenoso que al calentarlo a 200ºC produce un níquel de gran pureza (Proceso Mond).
Es un metal blanco plateado, brillante. Es duro, maleable, dúctil, algo ferromagnético (temperatura de Curie (*) 360ºC), buen conductor del calor y la electricidad (1/4 del cobre).
Es estable al aire y al agua. Un hilo de níquel arde en oxígeno puro. En estado pulvurento se inflama espontáneamente. Finamente dividido absorbe grandes cantidades de CO y H2. Es insoluble (se pasiva) en ácidos oxidantes concentrados; los no oxidantes lo atacan lentamente y es fácilmente soluble en nítrico diluido. Los hidróxidos alcalinos no lo atacan.
Principalmente se usa en aleaciones (se alea con todos los metales, excepto plomo, plata, torio y metales alcalinos); estas aleaciones son tenaces, duras: acero inoxidable y otras resistentes a la corrosión (Invar, Monel, Inconel, Hastelloys). En las plantas desalinizadoras de agua del mar se emplean tuberías de aleaciones de cobre y níquel.
Otros usos importantes son la fabricación de monedas, blindajes, cámaras acorazadas.
Es componente de aleaciones como Nichrome, Permalloy y Constantan empleadas como termoelementos y material eléctrico.
Fabricación de imanes Álnico
Como catalizador en hidrogenaciones para obtención de margarinas y grasas sólidas a partir de aceites líquidos.
El niquelado es una técnica empleada para recubrir otros metales; en el cromado, primero se recubre el hierro con cobre, luego con níquel y después con cromo.
Entre sus compuestos:
El sulfato y los óxidos son importantes. Se emplean en el coloreado de verde de los vidrios. También en cerámicas.
Los hidróxidos de níquel se emplean en las baterías de níquel-cadmio.
Ni el metal ni sus combinaciones parecen venenosos (excepto el níquel tetracarbonilo). El contacto prolongado con el metal produce sarna de níquel. Los vapores y polvo del metal y del sulfuro son probablemente cancerígenos. La exposición al níquel y sus compuestos solubles no debe exceder de 0,05 mg/cm3.
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©Antonio Jiménez