硫酸鉀
[拼音]：nie
[英文]：nickel
一種化學元素，化學符號Ni，原子序數28，原子量58.69，屬週期系Ⅷ族，是鐵系(鐵、鈷、鎳)元素之一。
發現
人們很早就知道一些鎳礦和鎳合金。中國在公元前200年就開始使用一種銅、鎳、鋅的合金，叫白銅。1751年由瑞典化學家和礦物學家A.F.克龍斯泰德發現並分離出來金屬鎳。英文名來自德文kupfernickel，原意是“假銅”。
存在
鎳是一種相當豐富的元素，在地殼中的含量約為0.018％，佔第23位，其含量大於銅、鋅、鉛三者的總和。重要的鎳礦有鎳黃鐵礦[(Ni，Fe)xSy]、矽鎂鎳礦[(Ni，Mg)SiO3·nH2O]、針鎳礦或黃鎳礦(NiS)、紅鎳礦(NiAs)、褐鐵礦[(Ni，Fe)O(OH)·nH2O]等。工業上有用的鎳礦為硫化物礦和氧化物礦。動植物中只含少量鎳，海水中僅有微量鎳。鎳有五種天然同位素：鎳58、鎳60、鎳61、鎳62、鎳64。其中鎳58含量最高。
物理性質
鎳為銀白色的金屬；熔點1455℃，沸點2730℃，密度8.90克/釐米3。鎳比鐵硬和堅韌，有鐵磁性和延展性，能導電和導熱。金屬鎳有兩種晶態：α鎳為緊密的六方晶體；β鎳為面心立方晶體。
化學性質
鎳的電子構型為(Ar)3d84s2，氧化態為0、±1、+2、+3、+4。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。塊狀鎳不燃，細鎳絲可燃，特製細小多孔鎳粒在空氣中會自燃。鎳能緩慢地溶於稀鹽酸、硫酸和硝酸中，放出氫氣。在氧化性溶液如發煙硝酸中，鎳表面覆蓋一層氧化膜而變成鈍態。細粉末狀的金屬鎳在加熱時可吸收相當量的氫氣。加熱時鎳與氧、硫、氯、溴等發生劇烈作用。鎳也能與一氧化碳形成羰基化合物。
鎳的主要氧化態為 ＋2，在強氧化劑作用下能產生Ni(Ⅲ)和Ni(Ⅳ)的價態，如氟的配陰離子NiF咶和NiF婇，但它們在水溶液中不穩定而產生Ni(Ⅱ)離子和氧氣。Ni(Ⅰ)通常以配位狀態存在，是反磁性的雙核配合物，如K4[Ni2(CN)6]。-1氧化態的化合物如H2Ni2(CO)6，其中氫沒有酸的作用。零價狀態除金屬鎳外，最常見的是四羰基鎳Ni(CO)4，還有Ni(PF3)4和[Ni(CN)4]4-等。Ni(Ⅱ)除形成各種化合物外，還可與無機、有機配體形成穩定的配合物，鎳在配合物中的配位數為4或6。
化合物
（1） 氧化鎳有三種: 一氧化鎳NiO為綠色粉末，熱時為黃色；熔點1984℃，密度6.67克／釐米3；不溶於水，溶於硫酸、硝酸和鹽酸，不溶於強鹼而溶於氨水。另一種一氧化鎳為黑色，不溶於水也不溶於酸。將一氧化鎳在空氣中加熱到400℃，即氧化成三氧化二鎳;加熱到600℃，又還原為一氧化鎳。一氧化鎳在氫氣中加熱可還原成金屬鎳。在非氧化氣氛中灼燒碳酸鎳、氫氧化鎳或硝酸鎳即得一氧化鎳;它可用於製造合金、顏料、陶瓷等。三氧化二鎳Ni2O3為黑色有光澤粉末;相對密度4.84；不溶於水，溶於硫酸和硝酸並放出氧氣，溶於鹽酸並放出氯氣，也溶於氨水。在空氣中溫和地加熱分解碳酸鎳、氫氧化鎳、硝酸鎳或400℃時加熱一氧化鎳，皆可製得三氧化二鎳。它可用作玻璃、陶瓷、搪瓷的顏料，也用於蓄電池和制鎳粉。二氧化鎳NiO2為綠灰色粉末，得不到純的化合物。溶於硫酸得到硫酸鎳併產生氧氣；與鹽酸反應產生氯氣;在190℃以上可被氫氣還原。由懸浮於鹼性溶液中的一氧化鎳或氫氧化鎳用過硫酸鹽氧化而得。
（2）氫氧化鎳Ni(OH)2（或NiO·xH2O） 為蘋果綠色粉末；密度4.15克/釐米3;為相當強的鹼；微溶於水，溶於酸，不溶於過量鹼溶液，溶於氨水形成藍色鎳氨配離子。氫氧化鎳加熱到230℃即分解成一氧化鎳;遇氧化劑可氧化成黑色的氫氧化高鎳。將氫氧化鈉溶液加入可溶性鎳鹽溶液，即沉澱出氫氧化鎳。它可用於鹼性蓄電池和鍍鎳等。
（3）碳酸鎳NiCO3為淡綠色晶體；不溶於水，溶於酸。碳酸鎳加熱至300℃以上，分解成一氧化鎳和二氧化碳;300℃以上可被氫氣還原成金屬鎳。這種鎳分散度高，有良好的催化活性。將碳酸鈉溶液加入可溶性鎳鹽中，即得碳酸鎳。
（4）鹵化鎳無水鹵化鎳的顏色隨氟、氯、溴、碘的順序而加深；氟化鎳NiF2為淡黃色，氯化鎳NiCl2為黃褐色，溴化鎳NiBr2為暗褐色，碘化鎳NiI2為黑色。它們由金屬鎳與相應的鹵素作用而得。在通常條件下，鹵化鎳皆帶6分子結晶水，為綠色。鹵化鎳由氧化鎳、氫氧化鎳或碳酸鎳與相應的氫鹵酸作用可得。水合氯化鎳 NiCl2·6H2O為綠色片狀結晶，灼燒則失水而成無水物。無水氯化鎳的熔點為 1001℃，973℃時昇華；在空氣中易潮解，易溶於水、氨水和乙醇等有機溶劑。氯化鎳在有機溶劑中的溶解度通常比氯化鈷小，這個差異常被用來分離鎳和鈷的氯化物。氯化鎳可制鎳催化劑，鍍鎳，用於氣體面具中吸收氨氣，也可做試劑。
（5）硫酸鎳NiSO4 為黃綠色晶體;848℃時分解；密度3.68克/釐米3;溶於水，不溶於乙醇、乙醚。容易與鹼金屬的硫酸鹽形成硫酸複鹽 M姟Ni(SO4)2·6H2O(MI為一價鹼金屬)。七水合硫酸鎳NiSO4·7H2O為綠色晶體，溶於水和乙醇，由氧化鎳或碳酸鎳溶於硫酸中經濃縮而得。七水合物加熱到99℃或在濃溶液中加熱到約50℃，皆失一分子水而成六水合物。六水合物為翠綠色晶體，溶於水、乙醇和氨水;在103℃失去全部結晶水。水合硫酸鎳可用於鍍鎳，製作鎳催化劑和油漆催幹劑。
（6）二（二甲基乙二肟）合鎳 Ni(HC4H6N2O2)2 為猩紅色晶狀粉末；250℃時昇華;不溶於水、乙酸、氨水，溶於稀酸和無水乙醇。結構式如
由氨性的鎳鹽溶液與二甲基乙二肟的酒精溶液反應而得。可做顏料，也用於分析化學中。
（7）乙酸鎳Ni(C2H3O2)2·2H2O 為綠色晶體，有乙酸氣味；受熱分解；溶於水、乙醇和氨水。乙酸鎳由氫氧化鎳或碳酸鎳與乙酸作用而得。可用作紡織品染色的媒染劑、染料製劑、鎳催化劑和用於鍍鎳。
（8）二茂鎳(π－C5H5)2Ni又稱二環戊二烯合鎳。為深綠色晶體；熔點171～173℃；不溶於水，溶於大多數有機溶劑；有反磁性。二茂鎳與二茂鐵一樣具有夾心型結構，其中鎳的氧化數為＋2。二茂鎳十分活潑，在空氣中迅速分解，在丙酮、乙醚、乙醇中分解。二茂鎳由溴化鎳與環戊二烯鈉NaC5H5反應而得；可做燃料的抗震劑和催化劑；有毒，吸入或面板接觸都有害。
製法
由礦石中回收和提純鎳的方法主要有電解冶金、化學還原和羰基化三種。電解冶金法是將富集的硫化物礦石焙燒成氧化物，經火法還原，並鑄成鎳陽極，經電解在陰極得到高純度鎳。羰基化法是將鎳的硫化物礦與一氧化碳反應生成揮發性的羰基鎳，羰基鎳經加熱又分解成鎳和一氧化碳，所得產物純度高，不含鈷。化學還原法是將鎳的氧化物礦經礦石的化學浸出、共存元素的分離，然後用氫氣在一定的壓力和溫度下還原鎳的氧化物，得到金屬鎳。
應用
工業上大部分鎳用來制不鏽鋼和其他抗腐蝕合金。鎳與銅、鐵、鉻、鈷、金等金屬都能形成合金。不同組成的鎳銅合金能做抗海水腐蝕材料、電阻合金、熱交換器和冷凝器管道等。加鎳、鋅的銅基合金可做彈簧材料。不同組成的鎳鐵合金可做磁性材料和電燈、電子管的封接材料。不同組成的鎳、鉻、鐵合金在高溫下有抗氧化作用，可用於製造噴氣飛機、蒸汽葉輪機和電熱絲。鎳還用於鍍鎳、陶瓷製品、鎳鎘電池、聚丙烯著色和玻璃著綠色；在化學中主要用作加氫催化劑（見催化氫化反應）。
毒性
金屬鎳毒性不大，水、土和食物中的痕量鎳基本上對人體無害。鎳化合物對人畜有毒，應儘量避免攝入。揮發性四羰基鎳的毒性比一氧化碳還大。
參考書目
J.C.Bailar，ed.，Comprehensive Inorganic Chemis-try，Vol.3，Pergamon， Oxford， 1973.