O Níquel é um metal lustroso branco prateado com um leve tom dourado. O níquel pertence aos metais de transição e é duro e dúctil. A produção mundial de níquel é atualmente utilizada da seguinte forma: 68% em aço inoxidável; 10% em ligas não ferrosas; 9% em galvanoplastia; 7% em liga de aço; 3% em fundições; e 4% outros usos (incluindo baterias).
O Níquel é extraído por torrefação até NiO e depois reduzido com carbono. O processo Mond é usado para fabricar níquel puro, no qual o níquel impuro reage com monóxido de carbono (CO) para formar Ni(CO)4, que é então decomposto a 200 °C para produzir 99,99% de Ni.
Prótons e nêutrons no Níquel
O Níquel é um elemento químico com número atômico 28, o que significa que existem 28 prótons em seu núcleo. O número total de prótons no núcleo é chamado de número atômico do átomo e recebe o símbolo Z. A carga elétrica total do núcleo é, portanto, +Ze, onde e (carga elementar) é igual a 1,602 x 10-19 coulombs.
O número total de nêutrons no núcleo de um átomo é chamado de número de nêutrons do átomo e recebe o símbolo N. O número de nêutrons mais o número atômico é igual ao número de massa atômica: N+Z=A . A diferença entre o número de nêutrons e o número atômico é conhecida como excesso de nêutrons: D = N – Z = A – 2Z.
Para elementos estáveis, geralmente há uma variedade de isótopos estáveis. Isótopos são nuclídeos que possuem o mesmo número atômico e, portanto, são o mesmo elemento, mas diferem no número de nêutrons. Números de massa de isótopos típicos de Níquel são 60; 61; 62; 64.
Principais isótopos de Níquel
O Níquel de ocorrência natural é composto de cinco isótopos estáveis: 58Ni, 60Ni, 61Ni, 62Ni e 64Ni, sendo o 58Ni o mais abundante (68,077% de abundância natural).
O Níquel-58 é composto de 28 prótons, 30 nêutrons e 28 elétrons. O níquel-58 é o isótopo mais abundante do níquel, perfazendo 68,077% da abundância natural.
O Níquel-60 é composto de 28 prótons, 32 nêutrons e 28 elétrons.
O Níquel-61 é composto por 28 prótons, 33 nêutrons e 28 elétrons. O níquel-61 é o único isótopo estável do níquel com spin nuclear (I = 3/2), o que o torna útil para estudos por espectroscopia EPR.
O Níquel-62 é composto de 28 prótons, 34 nêutrons e 28 elétrons. O Níquel-62 tem a maior energia de ligação nuclear média por núcleo de qualquer nuclídeo, em 8,7946 MeV/nucleon. Sua energia de ligação é maior do que 56Fe e 58Fe, elementos mais abundantes frequentemente citados incorretamente como tendo os nuclídeos mais fortemente ligados.
O Níquel-64 é composto de 28 prótons, 36 nêutrons e 28 elétrons.
Isótopos estáveis
| Isótopo | Abundância | número de nêutrons |
| 58Ni | 68,08% | 30 |
| 60Ni | 26,02% | 32 |
| 61Ni | 1,14% | 33 |
| 62Ni | 3,64% | 34 |
| 64Ni | 0,926% | 36 |
Isótopos Instáveis Típicos
| Isótopo | Meia-vida | Modo Decaimento | produtos |
| 59Ni | 7,6 × 104 a | captura eletrônica | 59Co |
| 63Ni | 100 a | decaimento beta | 63Cu |
Elétrons e configuração eletrônica
O número de elétrons em um átomo eletricamente neutro é o mesmo que o número de prótons no núcleo. Portanto, o número de elétrons no átomo neutro do Níquel é 28. Cada elétron é influenciado pelos campos elétricos produzidos pela carga nuclear positiva e os outros (Z – 1) elétrons negativos no átomo.
Como o número de elétrons e seu arranjo são responsáveis pelo comportamento químico dos átomos, o número atômico identifica os vários elementos químicos. A configuração desses elétrons segue os princípios da mecânica quântica. O número de elétrons nas camadas de elétrons de cada elemento, particularmente na camada de valência mais externa, é o fator primário na determinação de seu comportamento de ligação química. Na tabela periódica, os elementos são listados em ordem crescente de número atômico Z.
A configuração eletrônica do Níquel é [Ar] 3d8 4s2.
Possíveis estados de oxidação são +2,3.
O estado de oxidação mais comum do níquel é +2, mas os compostos de Ni0, Ni+ e Ni3+ são bem conhecidos, e os estados de oxidação exóticos Ni2−, Ni1− e Ni4+ foram produzidos e estudados . O níquel puro, pulverizado para maximizar a área de superfície reativa, mostra uma atividade química significativa, mas peças maiores reagem lentamente com o ar em condições padrão porque uma camada de óxido se forma na superfície e evita mais corrosão (passivação).
Mais importante liga de Níquel
As superligas à base de níquel constituem atualmente mais de 50% do peso dos motores de aeronaves avançados. As superligas à base de níquel incluem ligas reforçadas com solução sólida e ligas endurecíveis por envelhecimento. As ligas endurecíveis por envelhecimento consistem em uma matriz austenítica (fcc) dispersa com precipitação coerente de um Ni3(Al,Ti) intermetálico com estrutura FCC. As superligas à base de Ni são ligas com níquel como elemento primário de liga e são preferidas como material de lâmina nas aplicações discutidas anteriormente, em vez de superligas à base de Co ou Fe. O que é significativo para as superligas à base de Ni é sua alta resistência, fluência e resistência à corrosão em altas temperaturas. É comum fundir pás de turbina em forma solidificada direcional ou em forma de cristal único. As pás de cristal único são usadas principalmente na primeira linha no estágio da turbina.
Um próton é uma das partículas subatômicas que compõem a matéria. No universo, os prótons são abundantes, constituindo cerca de metade de toda a matéria visível. Tem uma carga elétrica positiva (+1e) e uma massa de repouso igual a 1,67262 × 10−27 kg (938,272 MeV/c2) — ligeiramente mais leve que a do nêutron, mas quase 1,836 vezes maior que a do elétron. O próton tem um raio quadrado médio de cerca de 0,87 × 10−15 m, ou 0,87 fm, e é um spin – ½ férmion.
Os prótons existem nos núcleos de átomos típicos, junto com suas contrapartes neutras, os nêutrons. Nêutrons e prótons, comumente chamados de núcleons, estão unidos no núcleo atômico, onde representam 99,9% da massa do átomo. A pesquisa em física de partículas de alta energia no século 20 revelou que nem o nêutron nem o próton não são o menor bloco de construção da matéria.
A tabela periódica é uma exibição tabular dos elementos químicos organizados com base em seus números atômicos, configurações eletrônicas e propriedades químicas. A configuração eletrônica é a distribuição de elétrons de um átomo ou molécula (ou outra estrutura física) em orbitais atômicos ou moleculares. O conhecimento da configuração eletrônica de diferentes átomos é útil para entender a estrutura da tabela periódica dos elementos.
Todo sólido, líquido, gás e plasma é composto de átomos neutros ou ionizados. As propriedades químicas do átomo são determinadas pelo número de prótons, na verdade, pelo número e disposição dos elétrons. A configuração desses elétrons segue os princípios da mecânica quântica. O número de elétrons nas camadas de elétrons de cada elemento, particularmente na camada de valência mais externa, é o fator primário na determinação de seu comportamento de ligação química. Na tabela periódica, os elementos são listados em ordem crescente de número atômico Z.
É o princípio de exclusão de Pauli que exige que os elétrons de um átomo ocupem diferentes níveis de energia, em vez de todos se condensarem no estado fundamental. A ordenação dos elétrons no estado fundamental de átomos multieletrônicos começa com o estado de energia mais baixo (estado fundamental) e se move progressivamente a partir daí na escala de energia até que cada um dos elétrons do átomo receba um conjunto único de números quânticos. Este fato tem implicações importantes para a construção da tabela periódica dos elementos.
As duas primeiras colunas do lado esquerdo da tabela periódica são onde os subníveis s estão sendo ocupados. Por causa disso, as duas primeiras linhas da tabela periódica são rotuladas como o bloco s. Da mesma forma, o bloco p são as seis colunas mais à direita da tabela periódica, o bloco d são as 10 colunas intermediárias da tabela periódica, enquanto o bloco f é a seção de 14 colunas que normalmente é descrita como separada do corpo principal da tabela periódica. Poderia ser parte do corpo principal, mas então a tabela periódica seria bastante longa e complicada.
Para átomos com muitos elétrons, essa notação pode se tornar extensa e, portanto, uma notação abreviada é usada. A configuração eletrônica pode ser visualizada como os elétrons do núcleo, equivalentes ao gás nobre do período anterior, e os elétrons de valência (por exemplo, [Xe] 6s2 para o bário).
Estados de Oxidação
Os estados de oxidação são tipicamente representados por números inteiros que podem ser positivos, zero ou negativos. A maioria dos elementos tem mais de um estado de oxidação possível. Por exemplo, o carbono tem nove possíveis estados inteiros de oxidação de -4 a +4.
A definição atual do IUPAC Gold Book de estado de oxidação é:
“O estado de oxidação de um átomo é a carga desse átomo após a aproximação iônica de suas ligações heteronucleares…”
e o termo número de oxidação é quase sinônimo. Um elemento que não é combinado com nenhum outro elemento diferente tem um estado de oxidação de 0. O estado de oxidação 0 ocorre para todos os elementos – é simplesmente o elemento em sua forma elementar. Um átomo de um elemento em um composto terá um estado de oxidação positivo se tiver seus elétrons removidos. Da mesma forma, a adição de elétrons resulta em um estado de oxidação negativo. Também distinguimos entre os estados de oxidação possíveis e comuns de cada elemento. Por exemplo, o silício tem nove possíveis estados inteiros de oxidação de -4 a +4, mas apenas -4, 0 e +4 são estados de oxidação comuns.
Resumo
| Elemento | Níquel |
| Número de prótons | 28 |
| Número de nêutrons (isótopos típicos) | 60; 61; 62; 64 |
| Número de elétrons | 28 |
| configuração eletrônica | [Ar] 3d8 4s2 |
| Estados de oxidação | +2,3 |
Fonte: www.luciteria.com
Outras propriedades do Níquel
