Unsur kimia nikel memiliki nomor atom 28 dan lambang Ni. Ini adalah logam putih keperakan yang mengkilap dan mengandung sedikit emas. Logam transisi dengan keuletan dan kekerasan adalah nikel. Meskipun nikel murni reaktif secara kimiawi, butuh waktu lebih lama dari biasanya untuk partikel besar bereaksi dengan udara karena dalam kondisi normal, lapisan pasivasi oksida nikel tumbuh di permukaan untuk menghentikan korosi lebih lanjut. Namun, hanya sejumlah kecil nikel alami murni yang ditemukan di kerak bumi, biasanya di batuan ultrabasa dan interior meteorit nikel-besi yang lebih besar yang tidak bersentuhan dengan oksigen selama berada di luar atmosfer bumi.
Besi dan nikel meteorik sering ditemukan bersamaan, menunjukkan asal mereka sebagai produk sampingan penting dari nukleosintesis supernova. Diasumsikan bahwa inti luar dan dalam Bumi terdiri dari kombinasi besi-nikel.
SM Pada 3500 SM, orang menggunakan nikel (dalam bentuk paduan nikel-besi meteorik alami). Axel Fredrik Cronstedt, di tambang kobalt di Los, Hälsingland, Swedia, awalnya salah mengira bijih tersebut sebagai mineral tembaga dan pada tahun 1751 pertama kali memisahkan dan mengkategorikan nikel sebagai unsur. Nama elemen ini berasal dari Nikel, sosok nakal dalam cerita rakyat pertambangan Jerman yang mewakili ketahanan bijih tembaga-nikel terhadap pemurnian tembaga. Limonit bijih besi, yang biasanya mengandung 1-2% nikel, merupakan sumber nikel yang penting secara ekonomi. Kumpulan mineral silikat alami yang dikenal sebagai pentlandit dan garnierit adalah dua mineral bijih nikel yang penting. Lokasi produksi terkemuka meliputi Norilsk, Rusia; Kaledonia Baru di Pasifik; dan wilayah Sudbury Kanada.
Tiga elemen feromagnetik lainnya adalah besi, kobalt dan gadolinium. Nikel adalah salah satu dari empat zat ini. Dari segi kekuatan, antara magnet permanen yang terbuat dari besi dan magnet tanah jarang adalah magnet Alnico, yang sebagian berbasis nikel. Logam ini sebagian besar digunakan dalam paduan dan pelapisan untuk ketahanan korosi. Stainless steel menyumbang lebih dari 68% produksi global. Ini digunakan dalam berbagai aplikasi seperti 10 paduan berbasis nikel dan tembaga, 9% untuk pelapisan, 7% untuk baja paduan, 3% untuk pengecoran dan 4% untuk baterai isi ulang yang digunakan dalam kendaraan listrik (EV). Meskipun nikel sering digunakan dalam koin, alergi nikel terkadang dapat dipicu oleh barang berlapis nikel.
Nikel adalah zat yang digunakan dalam berbagai proses industri kimia khusus, termasuk hidrogenasi bahan bakar, produksi katoda untuk baterai yang dapat diisi ulang, pigmen, dan perawatan permukaan logam. Banyak bakteri dan tumbuhan dengan enzim yang situs aktifnya adalah nikel menerima nikel sebagai nutrisi penting.
Sifat Fisik dan Atom Nikel
Nikel adalah logam putih keperakan yang sangat mudah dipoles dengan rona emas pucat. Hanya empat unsur—besi, kobalt, gadolinium, dan unsur tersebut—yang bersifat feromagnetik pada atau mendekati suhu sekitar. Suhu di mana nikel berhenti menjadi magnet dikenal sebagai suhu Curie, yaitu 355 °C. Jari-jari atom nikel adalah 0,124 nm, dan sel satuan adalah kubus berpusat muka dengan parameter kisi 0,352 nm.
Tekanan minimal 70 GPa tidak cukup untuk menghancurkan struktur kristal ini. Untuk logam transisi, nikel memiliki konduktivitas listrik dan termal yang relatif tinggi serta keras, mudah dibentuk, dan ulet. Karena pengembangan dan migrasi dislokasi, material curah sejati tidak pernah mencapai kekuatan tekan tinggi 34 GPa yang diharapkan untuk kristal sempurna.
Namun, nanopartikel Ni telah mencapai hal ini.
Ketidaksepakatan atas konfigurasi elektron
Dua konfigurasi elektron atom dengan energi yang relatif sama untuk nikel adalah [Ar] 3d8 4s2 dan [Ar] 3d9 4s1. [Ar] mewakili struktur inti argon penuh. Ada beberapa perdebatan tentang konfigurasi mana yang memiliki energi lebih rendah. [16] Konfigurasi elektron nikel diberikan sebagai [Ar] 4s2 3d8, sering ditulis sebagai [Ar] 3d8 4s2. Aturan pengurutan energi Madelung, yang menyatakan bahwa 4s penuh sebelum 3d, kompatibel dengan konfigurasi ini. Temuan empiris bahwa keadaan energi terendah dari atom nikel adalah tingkat energi 3d8 4s2 – lebih khusus tingkat 3d8(3F) 4s2 3F, J = 4 – mendukung teori ini.
Namun, karena strukturnya yang halus, masing-masing dari dua konfigurasi ini terbagi menjadi beberapa tingkat energi, dan kedua set tingkat energi tersebut tumpang tindih. Dibandingkan dengan Ar] 3d8 4s2, energi rata-rata keadaan dengan [Ar] 3d9 4s1 sebenarnya lebih rendah. Akibatnya, konfigurasi keadaan dasar [Ar] 3d9 4s1 tercantum dalam literatur akademik tentang perhitungan atom.
Isotop Nikel
Bobot atom isotop nikel berkisar dari 48 u (48Ni) hingga 82 u (82Ni). Lima isotop nikel stabil yang ditemukan di alam adalah 58Ni, 60Ni, 61Ni, 62Ni, dan 64Ni, dengan 58Ni memiliki kelimpahan alami tertinggi (68,077%).
Nikel-62 memiliki energi ikat tertinggi dari semua nuklida, dengan energi ikat nukleon sebesar 8,7946 MeV. Ini memiliki energi ikat yang lebih tinggi daripada 56Fe dan 58Fe, dua nuklida umum yang sering keliru terdaftar sebagai yang memiliki energi ikat tertinggi. Meskipun ini tampaknya menunjukkan bahwa nikel adalah unsur berat yang paling umum di alam semesta, besi sebenarnya jauh lebih umum karena tingkat fotointegrasi nikel yang tinggi di bintang.
Keturunan dari 60Fe radioaktif yang telah lama punah adalah nikel-60 (waktu paruh 2,6 juta tahun). Mengingat paruh panjang 60Fe dan persistensi dalam komponen tata surya, adalah mungkin untuk melihat perubahan komposisi isotop 60Ni. Akibatnya, prevalensi 60Ni dalam benda asing dapat menjelaskan pembentukan dan perkembangan awal Tata Surya.
Setidaknya ada 26 radioisotop nikel yang diketahui; yang paling stabil adalah 76.000Ni, 59Ni dan 63Ni (56 hari) dengan waktu paruh 6 tahun. Semua radioisotop lainnya memiliki waktu paruh kurang dari 60 jam dan seringkali kurang dari 30 detik. Apalagi elemen ini memiliki status meta.
Pembakaran silikon menghasilkan produksi radioaktif nikel-56, yang kemudian dilepaskan dalam jumlah yang signifikan dalam supernova tipe Ia. Kurva cahaya supernova ini di masa pertengahan dan akhir secara konsisten dibentuk saat 56Ni meluruh menjadi kobalt-56 dan kemudian menjadi besi-56 setelah penangkapan elektron. Nikel-59 adalah radionuklida kosmogenik dengan waktu paruh panjang 76.000 tahun.
Geologi isotop telah menggunakan 59Ni dalam beberapa cara. 59Ni telah digunakan untuk mengukur jumlah debu ekstraterestrial dalam es dan sedimen, serta menentukan usia meteorit di Bumi. Nikel-110, yang waktu paruhnya saat ini diperkirakan 78 milidetik, diperkirakan memainkan peran penting dalam nukleosintesis supernova unsur-unsur yang lebih berat daripada besi. Isotop unsur berat dengan kandungan proton tertinggi yang diketahui adalah 1999Ni, ditemukan pada tahun 48. 48Ni adalah "keajaiban ganda" dengan 28 proton dan 20 neutron, sama seperti 28Ni dengan 50 proton dan 78 neutron. Akibatnya, keduanya cukup stabil untuk inti dengan ketidakseimbangan proton-neutron yang begitu signifikan.
Struktur pendukung reaktor nuklir mengandung kontaminan nikel-63. Itu dibuat melalui proses penangkapan neutron dari nikel-62. Sejumlah kecil juga telah ditemukan di dekat lokasi uji coba senjata nuklir di Pasifik Selatan.
Sumber: Wikipedia
Günceleme: 14/03/2023 13:14