Níquel

Cobalto NíquelCobre
 
 
28
Ni
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
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Lustroso metálico
Información general
Nombre, símbolo, número Níquel, Ni, 28
Serie química Metales de transición
Grupo, período, bloque 10, 4, d
Masa atómica 58,71 u
Configuración electrónica [Ar]3d84s2
Dureza Mohs 4,0
Electrones por nivel 2, 8, 16, 2 o 2, 8, 17, 1 (imagen)
Propiedades atómicas
Radio medio 135 pm
Electronegatividad 1,91 (Pauling)
Radio atómico (calc) 149 pm (Radio de Bohr)
Radio covalente 121 pm
Radio de van der Waals 163 pm
Estado(s) de oxidación +3, +2, 0
Óxido Levemente básico
1.ª Energía de ionización 737,1 kJ/mol
2.ª Energía de ionización 1753 kJ/mol
3.ª Energía de ionización 3395 kJ/mol
4.ª Energía de ionización 5300 kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido (ferromagnético)
Densidad 8908 kg/m3
Punto de fusión 1728 K (1455 °C)
Punto de ebullición 2730 K (2457 °C)
Entalpía de vaporización 370,4 kJ/mol
Entalpía de fusión 17,47 kJ/mol
Presión de vapor 237 Pa a 1726 K
Varios
Estructura cristalina Cúbica centrada en las caras
N° CAS 7440-02-0
N° EINECS 231-111-4
Calor específico 440 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 14,3 × 106 S/m
Conductividad térmica 90,7 W/(K·m)
Velocidad del sonido 4970 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del níquel
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
56NiSintético6,077 díasε2,13656Co
58Ni68,077%Estable con 30 neutrones
59NiSintético76000 añosε1,07259Co
60Ni26,233%Estable con 32 neutrones
61Ni1,14%Estable con 33 neutrones
62Ni3,634%Estable con 34 neutrones
63NiSintético100,1 añosß-2,13763Cu
64Ni0,926%Estable con 36 neutrones
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.
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Moneda de 5 centavos de peso mexicano acuñada en níquel puro.

El níquel es un elemento químico de número atómico 28 y su símbolo es Ni, situado en el grupo 10 de la tabla periódica de los elementos.[1][2]

Papel biológico

Un 87% de las hidrogenasas contienen níquel, especialmente en aquellas cuya función es oxidar el hidrógeno. El níquel sufre cambios en su estado de oxidación lo que indica que el núcleo de níquel es la parte activa de la enzima.[cita requerida]

El níquel está también presente en la enzima metil con reductasa y en bacterias metanogénicas.

Características principales

Es un metal de transición de color blanco plateado con un ligero toque dorado, conductor de la electricidad y del calor, muy dúctil y maleable por lo que se puede laminar, pulir y forjar fácilmente, y presentando ferromagnetismo a temperatura ambiental. Es otro de los metales altamente densos como el hierro, iridio y osmio. Se encuentra en distintos minerales, en meteoritos (aleado con hierro) y, en principio, hay níquel en el interior de la Tierra principalmente en su núcleo, donde se trata del segundo metal más abundante por detrás del hierro, metal con el que comparte numerosas características similares. El níquel es aleado con hierro para proporcionar tenacidad y resistencia a la corrosión, en los aceros austeníticos el níquel es esencial puesto que al ser un metal gammágeno estabiliza la austenita. Es resistente a la corrosión y se suele utilizar como recubrimiento, mediante electro deposición. El metal y alguna de sus aleaciones, como la aleación Monel, se utilizan para manejar el flúor y algunos fluoruros debido a que reacciona con dificultad con éstos productos. Su coste roza la mayoría de las veces el primer puesto entre los precios de los metales comunes en los mercados dedicados a los metales. Es un producto absolutamente esencial para el desarrollo de la industria, además de uno de los metales más demandados. Reacciona con dificultad en medios agresivos y se considera resistente a la corrosión; no sufre el llamado efecto "galleo" el cual sí padece el cobre, por ejemplo. Su estado de oxidación más normal es +2. Puede presentar otros, se han observado estados de oxidación 0, +1 y +3 en complejos, pero son muy poco característicos.

Historia

El uso del níquel se remonta aproximadamente al siglo IV a. C., generalmente junto con el cobre, ya que aparece con frecuencia en los minerales de este metal. Bronces originarios de la actual Siria tienen contenidos de níquel superiores al 2%. Manuscritos chinos sugieren que el «cobre blanco» se utilizaba en Oriente hacia 1700 al 1400 a. C.; sin embargo, la facilidad de confundir las menas de níquel con las de plata induce a pensar que en realidad el uso del níquel fue posterior, hacia el siglo IV a. C.[cita requerida]

Los minerales que contienen níquel, como la niquelina, se han empleado para colorear el vidrio. En 1751 Axel Frederik Cronstedt, intentando extraer cobre de la niquelina, obtuvo un metal blanco que llamó níquel, ya que los mineros de Hartz atribuían al «viejo Nick» (el diablo) el que algunos minerales de cobre no se pudieran trabajar; y el metal responsable de ello resultó ser el descubierto por Cronstedt en la niquelina, o Kupfernickel, diablo del cobre, como se llama aún al mineral en idioma alemán.[cita requerida]

Según un diccionario etimológico italiano, níquel proviene del sueco nickel, que viene del alemán Kupfernickel, propiamente ‘falso cobre’, compuesto de Kupfer (cobre) y Nickel (sobrenombre de Nikolaus), nombre dado por los mineros a los minerales inútiles, usado en broma para indicar un mineral que del cobre tiene sólo el color.[cita requerida]

Hoy en día es muy frecuente encontrarlo en las monedas de cualquier país, donde debido a su elevado coste se alea con cobre. Estas monedas suplantaron a las de plata alrededor de mediados del siglo XX, provocando en ocasiones confusión. Algunos ejemplos son los cinco céntimos de Estados Unidos o el disco interno de una moneda de un euro.

La primera moneda de níquel puro se acuñó en 1881.

Abundancia y obtención

El níquel aparece en forma de metal en los meteoritos junto con el hierro (formando las aleaciones kamacita y taenita). También se encuentra en el núcleo de la Tierra junto al hierro, iridio y osmio, formando con estos tres metales una aleación de estructura metálica. Combinado se encuentra en minerales diversos como garnierita, millerita, pentlandita y pirrotina.[cita requerida]

Las minas de Canadá, Cuba y Rusia producen hoy día el 70% del níquel consumido. Otros productores mayores son Bolivia, Colombia, Nueva Caledonia provincia de ultramar de Francia y República Dominicana.[cita requerida]

Principales minerales de níquel

La niquelina (NiAs), la garnierita (Si4O13[Ni, Mg]2•2 H2O), este último es uno de los minerales más utilizados en la extracción del níquel, también existen los sulfuros, de ellos los más importantes son los sulfuros de hierro y níquel, pentlandita y pirrotita (Ni, Fe) xSy, otros minerales que se encuentran en la naturaleza son los arseniuros, silicatos, sulfoarseniuros.[cita requerida]

Isótopos

En la naturaleza se encuentran 5 isótopos estables: 58Ni, 60Ni, 61Ni, 62Ni y 64Ni, siendo el más ligero el más abundante (68,077%). Se han caracterizado además 18 isótopos radioactivos de los que los más estables son el 59Ni, el 63Ni y el 56Ni con periodos de semidesintegración de 76.000 años, 100,1 años y 6,077 días respectivamente. Los demás radioisótopos, con masas atómicas desde 52 uma (52Ni) a 74 uma (74Ni), tienen periodos de semidesintegración inferiores a 60 horas y la mayoría no alcanzan los 30 segundos. El níquel tiene además un estado metaestable.[cita requerida]

El 56Ni se produce en grandes cantidades en supernovas de tipo II correspondiendo la forma de la curva de luz a la desintegración del 56Ni en 56Co y éste en 56Fe.[cita requerida]

El 59Ni es un isótopo de larga vida obtenido por cosmogénesis. Este isótopo ha encontrado diversas aplicaciones en la datación radiométrica de meteoritos y en la determinación de la abundancia de polvo extraterrestre en hielos y sedimentos. El 60Ni es hijo del 60Fe (periodo de semidesintegración de 1,5 millones de años) cuya persistencia en el Sistema Solar en concentraciones suficientemente altas ha podido causar variaciones observables en la composición isotópica del 60Ni, de este modo, el análisis de la abundancia de 60Ni en materiales extraterrestres puede proporcionar información sobre el origen del sistema solar y su historia primordial.[cita requerida]

Precauciones

La exposición al níquel metal y sus compuestos solubles no debe superar los 0,05 mg/cm3 medidos en niveles de níquel equivalente para una exposición laboral de 8 horas diarias y 40 semanales. Los vapores y el polvo de sulfuro de níquel se sospecha que sean cancerígenos.[cita requerida]

El carbonilo de níquel (Ni(CO)4), generado durante el proceso de obtención del metal, es un gas extremadamente tóxico.[cita requerida]

Las personas sensibilizadas pueden manifestar alergias al níquel. La cantidad de níquel admisible en productos que puedan entrar en contacto con la piel está regulada en la Unión Europea; a pesar de ello, la revista Nature publicó en 2002 un artículo en el que investigadores afirmaban haber encontrado en monedas de 1 y 2 euros niveles superiores a los permitidos, se cree que debido a una reacción galvánica.[3]

Aplicaciones

Aproximadamente el 65% del níquel consumido se emplea en la fabricación de acero inoxidable austenítico y otro 12% en superaleaciones de níquel. El restante 23% se reparte entre otras aleaciones, baterías recargables, catálisis, acuñación de moneda, recubrimientos metálicos y fundición:[cita requerida]

Referencias

  1. Garritz, Andoni (1998). Química. Pearson Educación. p. 856. ISBN 978-9-68444-318-1.
  2. Parry, Robert W. (1973). Química: fundamentos experimentales. Reverte. p. 703. ISBN 978-8-42917-466-3.
  3. Nestle, O.; Speidel, H.; Speidel, M. O. (2002). «High nickel release from 1- and 2-euro coins». Nature 419 (6903): 132. doi:10.1038/419132a. PMID 12226655.

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