Níquel

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CobaltoNíquelCobre
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28
Ni
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Ni
Pd
Tabela completaTabela estendida
Aparência
brilhante, metálico, e prateado com uma coloração dourada


Nódulos de níquel puro eletroliticamente refinados (99,9%), e um cubo de níquel de 1cm3 de alta pureza (99,99%) para comparação.
Informações gerais
Nome, símbolo, número Níquel, Ni, 28
Série química Metal de transição
Grupo, período, bloco 10, 4, d
Densidade, dureza 8908 kg/m3, 4,0
Número CAS
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atômica 58,6934(4) u
Raio atómico (calculado) 124 pm
Raio covalente 124±4 pm
Raio de Van der Waals 163 pm
Configuração electrónica [Ar] 4s1 3d9
Elétrons (por nível de energia) 2, 8, 17, 1 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação 4[1] , 3, 2, 1 [2] , -1 (óxido básico)
Óxido
Estrutura cristalina cúbico de faces centradas
Propriedades físicas
Estado da matéria sólido
Ponto de fusão 1728 K
Ponto de ebulição 3186 K
Entalpia de fusão 17,48 kJ/mol
Entalpia de vaporização 377,5 kJ/mol
Temperatura crítica  K
Pressão crítica  Pa
Volume molar 6,59×10-6 m3/mol
Pressão de vapor 1 Pa a 1783 K
Velocidade do som 4970 m/s a 20 °C
Classe magnética ferromagnético
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie 638 K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling) 1,91
Calor específico J/(kg·K)
Condutividade elétrica S/m
Condutividade térmica 90,7536 W/(m·K)
Potencial de ionização 737,1 kJ/mol
2º Potencial de ionização 1753 kJ/mol
3º Potencial de ionização 3395 kJ/mol
4º Potencial de ionização 5300 kJ/mol
5º Potencial de ionização kJ/mol
6º Potencial de ionização kJ/mol
7º Potencial de ionização kJ/mol
8º Potencial de ionização kJ/mol
9º Potencial de ionização kJ/mol
10º Potencial de ionização kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD
MeV
58Ni 68,077% estável com 30 neutrões
59Ni traços 76000 a ε 59Co
60Ni 26,223% estável com 32 neutrões
61Ni 1,14% estável com 33 neutrões
62Ni 3,634% estável com 34 neutrões
63Ni sintético 100,1 a β 0,0669 63Cu
64Ni 0,926% estável com 36 neutrões
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

Níquel é um elementos químico de símbolo Ni de número atômico 28 (28 prótons e 28 elétrons) e de massa atómica 58,7 uma. À temperatura ambiente, encontra-se no estado sólido. É um elemento de transição situado no grupo 10 (8 B) da Classificação Periódica dos Elementos.

Características principais[editar | editar código-fonte]

É um metal de transição de coloração branco-prateada, condutor de eletricidade e calor, dúctil e maleável porém não pode ser laminado, polido ou forjado facilmente, apresentando certo caráter ferromagnético. É encontrado em diversos minerais, em meteoritos (formando liga metálica com o ferro) e, em princípio, existe níquel no núcleo da Terra.

É resistente a corrosão, e só pode ser utilizado como revestimento por eletrodeposição. O metal e algumas de suas ligas metálicas, como o metal Monel, são utilizados para manejar o flúor e alguns fluoretos porque reage com dificuldade com essas substâncias.

Compostos[editar | editar código-fonte]

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Seu estado de oxidação mais comum é +2, podendo apresentar outros. Tem-se observado estados de oxidação 0, +1 e +3 em complexos, porém são muito pouco característicos.

Níquel (0)[editar | editar código-fonte]

O níquel tetracarbonilo (Ni(CO)4), descoberto por Ludwig Mond,[3] é uma líquido volátil e com alta toxicidade em temperatura ambiente. Aquecido, o complexo decompõe na forma de níquel e monóxido de carbono:

Ni(CO)4 está em equilíbrio com Ni + 4 CO

Este comportamento é explorado no processo Mond para a purificação de níquel, como descrito acima. A relação do complexo de bis(ciclooctadieno) de níquel é um útil catalisador nas substâncias organometálicas devido sua facilidade de ligação do 1,5 ciclooctadieno.

Aplicações[editar | editar código-fonte]

Aproximadamente 65% do níquel consumido é empregado na fabricação de aço inoxidável (austenítico ou corrente) e outros 12% em superligas de níquel. O restante 23% é repartido na produção de outras ligas metálicas, baterias recarregáveis, reações de catálise, cunhagens de moedas, revestimentos metálicos e fundição.

Papel biológico[editar | editar código-fonte]

Muitas, porém não todas, as enzimas hidrogenases contém níquel, especialmente aquelas cuja função é oxidar o hidrogênio. Parece que o níquel sofre mudanças no seu estado de oxidação indicando que o núcleo de níquel é a parte ativa da enzima.

O níquel também está presente em bactérias metanogênicas.

O níquel tem papel biológico parecido com o ferro por serem muito próximos.

História[editar | editar código-fonte]

O uso do níquel remonta aproximadamente ao século IV a.C.geralmente junto com o cobre já que aparece com frequência nos minerais deste metal. Bronzes originários da atual Síria tem conteúdos de níquel superiores a 2%. Manuscritos chineses sugerem que o «cobre branco» era utilizado no Oriente desde 1400-1700 A.C, entretanto a facilidade de confundir as minas de níquel com as de prata induzem a pensar que, na realidade, o uso do níquel foi posterior, a partir do século IV A.C.

Os minerais que contém níquel, como a niquelina, tem-se empregado para colorir o vidro. Em 1751 Axel Fredrik Cronstedt tentando extrair o cobre da niquelina, obteve um metal branco que chamou de níquel, já que os mineiros de Hartz atribuem ao «viejo Nick» (o diabo) o motivo pelo qual alguns minerais de cobre não poderiam ser trabalhados. O metal responsável por isso foi descoberto por Cronstedt na niquelina, o kupfernickel, diabo do cobre, como se chamava e ainda é chamado o mineral.

A primeira moeda de níquel pura foi cunhada em 1881.] O Níquel é usado ate hoje para a produção de moedas

Abundância e obtenção[editar | editar código-fonte]

O níquel aparece na forma de metal nos meteoros junto com o ferro (formando as ligas kamacita e taenita), e acredita-se que exista no núcleo da Terra junto com o mesmo metal. Combinado é encontrado em diversos minerais como garnierita, millerita, pentlandita e pirrotita.

As minas da Nova Caledônia, Austrália e Canadá produzem atualmente 70% do níquel consumido. Outros produtores são Cuba, Porto Rico, Rússia, China e Brasil. No Brasil, as minas estão concentradas nos Estados do Pará, Bahia e Goiás, e são exploradas pelas empresas Anglo American Brasil LTDA, Vale S.A., Mirabela Mineração e Grupo Votorantim. Baseando-se em evidências geofísicas e análises de meteoritos é suposto que o níquel ocorra em abundância no núcleo terrestre, formando ligas metálicas com o ferro. O níquel, assim como o vanádio são os elementos-traço mais comuns encontrados na composição química do petróleo, em geral estando mais enriquecidos nos óleos pesados.

Isótopos[editar | editar código-fonte]

Na natureza são encontrados 5 isótopos estáveis: Ni-58, Ni-60, Ni-61, Ni-62 e Ni-64, sendo o mais leve o mais abundante (68,077%). Se tem caracterizado ainda 18 radioisótopos dos quais os mais estáveis são o Ni-59, o Ni-63 e ol Ni-56 com meias-vidas de 76.000 anos, 100,1 anos e 6,077 dias respectivamente. Os demais radioisótopos com massas atómicas desde 52 uma (Ni-52) a 74 uma (Ni-74), apresentam meias-vidas inferiores a 60 horas, e a maioria não alcançam os 30 segundos. O níquel tem também um estado metaestável.

O Ni-56 é produzido em grandes quantidades em supernovas de tipo II correspondendo a forma da curva de luz a desintegração de Ni-56 em Co-56 e este em Fe-56.

O Ni-59 é um isótopo de vida longa obtido por cosmogênese. Este isótopo tem encontrado diversas aplicações na datação radiométrica de meteoritos e na determinação da abundância de pó extraterrestre em gelos e sedimentos. O Ni-60 é filho do Fe-60 (meia-vida de 1,5 milhões de anos) cuja persistência no sistema solar em concentrações suficientemente altas tem possivelmente causado variações observáveis na composição isotópica do Ni-60[carece de fontes?]. Deste modo a análise da abundância de Ni-60 em materiais extraterrestres pode proporcionar informações sobre a origem do Sistema solar e sua história primordial.

Níquel

Precauções[editar | editar código-fonte]

A exposição ao metal níquel e seus compostos solúveis não deve superar aos 0,05 mg/cm³, medidos em níveis de níquel equivalente para uma exposição laboral de 8 horas diárias e 40 horas semanais.

O níquel tetracarbonilo (Ni(CO)4), gerado durante o processo de obtenção do metal, é um gás extremamente tóxico.

As pessoas sensíveis podem manifestar alergias ao níquel. A quantidade de níquel admissível em produtos que podem entrar em contato com a pele está regulamentada na União Europeia. Apesar disso, a revista Nature publicou em 2002 um artigo em que os pesquisadores afirmaram haver encontrado em moedas de 1 e 2 euros níveis superiores aos permitidos.[carece de fontes?]

Toxicologia[editar | editar código-fonte]

Intoxicações, mesmo leves, por níquel podem causar sintomas como dores, febre, insônia e náuseas.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. M. Carnes et al.. (2009). "A Stable Tetraalkyl Complex of Nickel(IV)". Angewandte Chemie International Edition 48. DOI:10.1002/anie.200804435.
  2. S. Pfirrmann et al.. (2009). "A Dinuclear Nickel(I) Dinitrogen Complex and its Reduction in Single-Electron Steps". Angewandte Chemie International Edition 48. DOI:10.1002/anie.200805862.
  3. (1898) "The Extraction of Nickel from its Ores by the Mond Process". Nature 59 (1516). DOI:10.1038/059063a0. Bibcode1898Natur..59...63..
  4. O níquel e a indústria Instituto de Metais Não Ferrosos.

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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