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Níquel

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Posición del níquel en la tabla periódica; grupo 10, periodo 4
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Nombre, símbolo, Z: Níquel, Ni, 28
Serie química: Metales de transición
Grupo, periodo, bloque: 10, 4 , d
Configuración electrónica: [Ar] 3d8 4s2
Propiedades atómicas
Masa atómica: 58,6934 uma
Radio atómico: 149 pm
 - Medio 135 pm
 - Covalente 121 pm
 - De Van der Waals 163 pm
Nº de oxidación (óxido): 2, 3 (levemente básico)
Electronegatividad: 1,91 (Pauling)
Potencial de ionización: 737,1 kJ/mol
 - 2.º = 1753  - 3.º = 3395  - 4.º = 5300

† Calculado a partir de distintas longitudes de enlace covalente, metálico o iónico.

Propiedades físicas
Estado: Sólido
Estructura cristalina: Cúbica centrada
en las caras
Color: Blanco plateado
Densidad: 8908 (kg/)
Dureza: 4,0 (Mohs)
Conductividad eléctrica: 14,3×106 S/m
Conductividad térmica: 90,7 W/(m·K)
Calor específico: 440 J/kg·K
Punto de fusión: 1728 K
Entalpía de fusión: 17,47 kJ/mol
Punto de ebullición: 3186 K
Entalpía de vaporización: 370,4 kJ/mol
Presión de vapor: 237 Pa a 1726 K
Velocidad del sonido: 4970 m/s a 293,15 K
Isótopos más estables
Iso. AN (%) Vida media MD ED (MeV) PD
56Ni Sintético 6,077 d ε 2,136 56Co
58Ni 68,077 El Ni es estable con 30 neutrones
59Ni Sintético 76000 a ε 1,072 59Co
60Ni 26,233 El Ni es estable con 32 neutrones
61Ni 1,14 El Ni es estable con 33 neutrones
62Ni 3,634 El Ni es estable con 34 neutrones
63Ni Sintético 100,1 a β- 2,137 63Cu
64Ni 0,926 El Ni es estable con 36 neutrones
Valores en el SI y en condiciones normales (0 ºC y 1 atm), salvo indicación en contra.


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

Características principales

Es un metal de transición de color blanco plateado, conductor de la electricidad y del calor, es dúctil y maleable por lo que se puede laminar, pulir y forjar fácilmente, y presenta cierto ferromagnetismo. Se encuentra en distintos minerales, en meteoritos (aleado con hierro) y, en principio, hay níquel en el interior de la Tierra.

Es resistente a la corrosión y se suele utilizar como recubrimiento, mediante electrodeposición. El metal y alguna de sus aleaciones, como el metal Monel, se utilizan para manejar el flúor y algunos fluoruros debido a que reacciona con dificultad con éstos productos.

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.

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:

Papel biológico

Muchas, aunque no todas, las hidrogenasas contienen níquel, especialmente en aquéllas cuya función es oxidar el hidrógeno. Parece que el níquel sufre cambios en su estado de oxidación lo que parece indicar que el núcleo de níquel es la parte activa de la enzima.

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

Historia

El uso del níquel se remonta aproximadamente al siglo IV adC 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 1400-1700 adC, 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 adC.

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 pudieran ser trabajados y el metal responsable de ello resultó ser el descubierto por Cronstedt en la niquelina, o kupfernickel, diablo del cobre, como se llamaba y se llama aún al mineral.

La primera moneda de níquel puro se acuño en 1881.

Símbolo del Ni usado por Dalton, un círculo con la letra N en su interior Símbolo químico empleado por Dalton para el níquel.

Abundancia y obtención

El níquel aparece en forma de metal en los meteoros junto con el hierro (formando las aleaciones kamacita y taenita) y se cree que se encuentra en el núcleo de la Tierra junto con el mismo metal. Combinado se encuentra en minerales diversos como garnierita, millerita, pentlandita y pirrotina.

Las minas de Nueva Caledonia (Australia) y Canadá producen hoy día el 70% del níquel consumido. Otros productores son Cuba, Puerto Rico, Rusia y China.

Isótopos

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

El Ni-56 se produce en grandes cantidades en supernovas de tipo II correspondiendo la forma de la curva de luz a la dessintegración del Ni-56 en Co-56 y éste en Fe-56.

El Ni-59 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 Ni-60 es hijo del Fe-60 (vida media 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 Ni-60, de este modo, el análisis de la abundancia de Ni-60 en materiales extraterrestres puede proporcionar información sobre el origen del Sistema Solar y su historia primordial.

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.

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

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.

Referencias

H   He
Li Be   B C N O F Ne
Na Mg   Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba   Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra   Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh  
  La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
  Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr