鎳（Nickel）

鎳（Nickel）
高雄市立女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

鎳的元素符號為Ni，原子序28。它是銀白色具金屬光澤的金屬，熔點為1726K，沸點3005K，密度8.9g/cm³。鎳比鐵硬且堅韌，有鐵磁性和延展性，能導電和導熱，屬過渡元素，地殼中的含量約0.018%，常與黃鐵礦共生，它也常用來製作硬幣、合金、不銹鋼。

製備：
鎳主要產於俄羅斯、加拿大、澳洲。地球物理證據顯示，地核中含有大量的鎳。而工業上提煉鎳的方法有三：

1.電解法：
將含鎳的硫化物礦石煅燒成氧化物，經CO還原成金屬鎳，再以電解法精煉，但此法常會有鐵、鈷等雜質。

2.化學還原法：
將鎳的氧化物以氫氣還原，即可得金屬鎳。

3.羰基化法：
將鎳的硫化物與CO反應，生成揮發性的Ni(CO)₄ （沸點43℃），經加熱分解生成CO和鎳，所得產物純度較高。

鎳的發現史：
鎳是很早就開始使用的金屬，最早可追溯到西元前3500年。因鎳礦石易被誤認為銀礦石，故在相對較晚的年代，人們才知曉鎳的性質和使用方法。含鎳的金屬礦可將玻璃染成綠色。在德國有個含鎳的礦脈，礦石的顏色類似銅礦石的紅色，但是試圖從此金屬礦中提煉出銅的嘗試，全都失敗，故它被稱為kupfernickel，意思是騙人的假銅；人類從中提煉不出銅，卻提煉出銀白色的金屬鎳。鎳的活性不算小，但是它的氧化速率很慢，且易在表面形成抗氧化的氧化層，故鎳有時用來保護鐵免於生銹。鎳及其合金可製貨幣，最早的純鎳幣是由瑞士在1881年開始使用。

性質：
鎳的化學性質與鐵、鈷相似，在常溫下與水和空氣不起作用，能抗鹼性腐蝕；但易溶於稀的無機酸中並產生氫氣：Ni + 2H⁺ → Ni₂⁺ + H₂。與濃硝酸作用時，會在表面產生一層保護層。粉狀的金屬鎳加熱可吸收相當量的氫氣，加熱時可與氧、硫、氯、溴等非金屬反應。鎳的化合物毒性較鎳金屬高，有部分證據顯示鎳與皮膚的接觸會引起過敏反應。

鎳的化合物：
氧化鎳、氫氧化鎳皆為綠色固體，不溶於水。硫酸鎳是含有7個結晶水的綠色晶體NiSO₄．7H₂O。硫酸鎳能與鹼金屬或銨的硫酸鹽形成複鹽，大量用於電鍍、催化劑和紡織品染色。硫酸鎳的製備是利用金屬鎳與硫酸和硝酸的反應，或將氧化鎳、碳酸鎳溶於稀硫酸中來製備的。
鎳主要呈現+2價氧化數，+3價化合物較少見，多為強氧化劑，主要有Ni₂O₃、Ni(OH)₃。

參考資料：
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Nickel
2. 車雲霞、申泮文，2005年，化學元素周期系，南開大學出版社。
3. Geoff Rayner-Canham, Tina Overton, 2006, Descriptive Inorganic Chemistry, 4th ed., Freeman.