Никель – элемент VIII группы; вместе с тем он находится в том же периоде системы Д. И. Менделеева, что и медь, и имеет предшествующий меди порядковый номер – 28. Из этого следует, что химические свойства меди и никеля близки, однако никель более активный металл, чем медь.
Впервые никель получил шведский химик А. Ф. Кронстедт в 1751 г., он и предложил название элемента.
Природный никель состоит из пяти стабильных изотопов с атомными массами 58, 60, 61, 63 и 64; итоговая атомная масса его 58,71.
Никель известен в двух модификациях: обычное состояние металла, в котором он ковок и пластичен, соответствует β–модификации с гранецентрированной кубической решеткой. Вторая, α–модификация может быть получена из химических соединений и сплавов в виде серо-черного порошка; она имеет гексагональную решетку и устойчива при температурах ниже 250 °С.
Согласно положению в периодической системе, максимальная валентность никеля достигает восьми (VIII группа); однако в простых соединениях он обычно двухвалентен. Соединения трех- и четырехвалентного никеля нестойки, более высокие его валентности проявляются только в комплексных ионах.
Электрохимический потенциал никеля указывает на его большую металличность в сравнении с медью:
Ni2+ + 2eNi; Е° = – 0,24 в.
Никель не окисляется на воздухе, он медленно реагирует с соляной и серной кислотами, выделяя водород, а в азотной кислоте растворяется энергично. Вместе с тем концентрированная азотная кислота пассивирует поверхность никеля и усиливает его стойкость к другим кислотам. В щелочах никель не коррозирует.
Сульфид никеля NiS при нагревании до 600–700 °С диссоциирует с образованием твердого раствора постоянного состава:
6NiS = 2Ni3S2+S2.
Эти и другие менее стойкие сульфиды никеля Ni3S4, Ni6S5 служат катализаторами для ряда переделов в технологии органических веществ. При температурах металлургической переработки стоек только Ni3S2, который при окислительном обжиге превращается в NiO, часто через стадию промежуточного образования NiSO4.
Сульфат никеля NiSO4 или NiSO4•7Н2О – никелевый купорос хорошо растворим в воде, растворы его применяют для электролитического никелирования стали и других металлов с целью коррозионной защиты или улучшения внешнего вида.
Оксид NiO (II) – это закись никеля; она в воде нерастворима, но растворима в сильных кислотах. Прокаливание при температурах выше 1000 °С сильно снижает химическую активность NiO. Закись никеля легко восстанавливается до металла углеродом и водородом при температурах 600–700 °С.
При гидролизе водных растворов солей никеля выпадает осадок Ni(ОН)2, легко растворимый в кислотах и водном аммиаке с образованием комплексных ионов Ni(NH3) и Ni(NH3) синего цвета. Такие же комплексные ионы получаются при действии водного аммиака на свежевосстановленный порошок металлического никеля в присутствии окислителей.
Если гидролиз солей никеля проводить при одновременном действии окислителя, например, хлора, выпадает осадок черный гидрооксид Ni(OH)3, применяемый в производстве щелочных аккумуляторов.