రసాయన మూలకం నికెల్ పరమాణు సంఖ్య 28 మరియు Ni గుర్తును కలిగి ఉంటుంది. ఇది మెరిసే, వెండి-తెలుపు లోహం మరియు చిన్న మొత్తంలో బంగారాన్ని కలిగి ఉంటుంది. డక్టిలిటీ మరియు కాఠిన్యం కలిగిన పరివర్తన లోహం నికెల్. స్వచ్ఛమైన నికెల్ రసాయనికంగా రియాక్టివ్ అయినప్పటికీ, పెద్ద కణాలు గాలితో చర్య తీసుకోవడానికి సాధారణం కంటే ఎక్కువ సమయం పడుతుంది ఎందుకంటే సాధారణ పరిస్థితుల్లో, నికెల్ ఆక్సైడ్ పాసివేషన్ పొర మరింత తుప్పు పట్టకుండా ఉపరితలంపై పెరుగుతుంది. అయినప్పటికీ, భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో స్వచ్ఛమైన సహజ నికెల్ యొక్క ట్రేస్ మొత్తాలు మాత్రమే కనిపిస్తాయి, సాధారణంగా అల్ట్రామాఫిక్ శిలలు మరియు భూమి యొక్క వాతావరణం వెలుపల ఉన్న సమయంలో ఆక్సిజన్‌తో సంబంధంలోకి రాని పెద్ద నికెల్-ఇనుప ఉల్కల లోపలి భాగాలలో.
ఐరన్ మరియు మెటోరిక్ నికెల్ తరచుగా కలిసి కనుగొనబడతాయి, ఇవి సూపర్నోవా న్యూక్లియోసింథసిస్ యొక్క ముఖ్యమైన ఉపఉత్పత్తులుగా వాటి మూలాన్ని సూచిస్తాయి. భూమి యొక్క బయటి మరియు లోపలి కోర్లు ఇనుము-నికెల్ కలయికతో కూడి ఉన్నాయని భావించబడుతుంది.
బి.సి. 3500 BC నాటికి, ప్రజలు నికెల్‌ను ఉపయోగిస్తున్నారు (సహజమైన ఉల్క నికెల్-ఇనుప మిశ్రమం రూపంలో). ఆక్సెల్ ఫ్రెడ్రిక్ క్రోన్‌స్టెడ్, లాస్, హాల్సింగ్‌ల్యాండ్, స్వీడన్‌లోని కోబాల్ట్ గనులలో, మొదట్లో ధాతువును రాగి ఖనిజంగా తప్పుగా భావించి, 1751లో నికెల్‌ను ఒక మూలకంగా వేరు చేసి వర్గీకరించాడు. మూలకం యొక్క పేరు నికెల్ నుండి తీసుకోబడింది, ఇది జర్మన్ మైనింగ్ జానపద కథలలో ఒక కొంటె వ్యక్తి, ఇది రాగి శుద్ధి చేయడానికి రాగి-నికెల్ ఖనిజాల నిరోధకతను సూచిస్తుంది. ఇనుప ఖనిజం లిమోనైట్, సాధారణంగా 1-2% నికెల్ కలిగి ఉంటుంది, ఇది నికెల్ యొక్క ఆర్థికంగా ముఖ్యమైన మూలం. పెంట్‌లాండైట్ మరియు గార్నియరైట్ అని పిలువబడే సహజసిద్ధంగా లభించే సిలికేట్ ఖనిజ సమ్మేళనం రెండు ముఖ్యమైన నికెల్ ధాతువు ఖనిజాలు. ప్రముఖ ఉత్పత్తి ప్రదేశాలు నోరిల్స్క్, రష్యా; పసిఫిక్‌లో న్యూ కాలెడోనియా; మరియు కెనడాలోని సడ్‌బరీ ప్రాంతం.
ఇతర మూడు ఫెర్రో అయస్కాంత మూలకాలు ఇనుము, కోబాల్ట్ మరియు గాడోలినియం. ఈ నాలుగు పదార్ధాలలో నికెల్ ఒకటి. బలం పరంగా, ఇనుముతో చేసిన శాశ్వత అయస్కాంతాలు మరియు అరుదైన భూమి అయస్కాంతాల మధ్య అల్నికో అయస్కాంతాలు ఉన్నాయి, ఇవి పాక్షికంగా నికెల్-ఆధారితవి. లోహాన్ని ఎక్కువగా మిశ్రమాలు మరియు తుప్పు నిరోధకత కోసం ప్లేటింగ్‌లో ఉపయోగిస్తారు. ప్రపంచ ఉత్పత్తిలో స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ వాటా 68% కంటే ఎక్కువ. ఇది 10 నికెల్ మరియు రాగి ఆధారిత మిశ్రమాలు, 9% ప్లేటింగ్ కోసం, 7% అల్లాయ్ స్టీల్స్ కోసం, 3% ఫౌండరీల కోసం మరియు 4% ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల్లో (EV) ఉపయోగించే రీఛార్జిబుల్ బ్యాటరీల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. నికెల్ తరచుగా నాణేలలో ఉపయోగించబడుతున్నప్పటికీ, నికెల్-పూతతో కూడిన వస్తువుల ద్వారా నికెల్ అలెర్జీలు అప్పుడప్పుడు ప్రేరేపించబడతాయి.
నికెల్ అనేది ఇంధనం యొక్క హైడ్రోజనేషన్, పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీల కోసం కాథోడ్‌ల ఉత్పత్తి, వర్ణద్రవ్యం మరియు లోహ ఉపరితల చికిత్సలతో సహా వివిధ రకాల ప్రత్యేక రసాయన పారిశ్రామిక ప్రక్రియలలో ఉపయోగించే పదార్థం. ఎంజైమ్‌లతో కూడిన అనేక బాక్టీరియా మరియు మొక్కలు నికెల్‌లో క్రియాశీలక ప్రదేశంగా నికెల్‌ను ముఖ్యమైన పోషకంగా అంగీకరిస్తాయి.
నికెల్ యొక్క భౌతిక మరియు పరమాణు లక్షణాలు
నికెల్ అనేది లేత బంగారు రంగుతో అత్యంత పాలిష్ చేయగల వెండి-తెలుపు లోహం. కేవలం నాలుగు మూలకాలు-ఇనుము, కోబాల్ట్, గాడోలినియం మరియు ఆ మూలకం-పరిసర ఉష్ణోగ్రత వద్ద లేదా సమీపంలో ఫెర్రో అయస్కాంతం. నికెల్ అయస్కాంతంగా మారే ఉష్ణోగ్రతను క్యూరీ ఉష్ణోగ్రత అంటారు, ఇది 355 °C. నికెల్ యొక్క పరమాణు వ్యాసార్థం 0,124 nm, మరియు దాని యూనిట్ సెల్ 0,352 nm యొక్క లాటిస్ పరామితితో ముఖ-కేంద్రీకృత క్యూబ్.
ఈ క్రిస్టల్ నిర్మాణాన్ని విచ్ఛిన్నం చేయడానికి కనీసం 70 GPa ఒత్తిడి సరిపోదు. పరివర్తన లోహాల కోసం, నికెల్ సాపేక్షంగా అధిక విద్యుత్ మరియు ఉష్ణ వాహకతను కలిగి ఉంటుంది మరియు కఠినమైనది, సున్నితంగా మరియు సాగేదిగా ఉంటుంది. స్థానభ్రంశం యొక్క అభివృద్ధి మరియు వలసల కారణంగా, నిజమైన బల్క్ మెటీరియల్ ఖచ్చితమైన స్ఫటికాల కోసం ఆశించిన 34 GPa యొక్క అధిక సంపీడన బలాన్ని చేరుకోదు.
అయినప్పటికీ, ని నానోపార్టికల్స్ దీనిని సాధించాయి.
ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్‌పై అసమ్మతి
నికెల్ కోసం సాపేక్షంగా సారూప్య శక్తులతో రెండు పరమాణు ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్‌లు [Ar] 3d8 4s2 మరియు [Ar] 3d9 4s1. [Ar] పూర్తి ఆర్గాన్ కోర్ నిర్మాణాన్ని సూచిస్తుంది. ఏ కాన్ఫిగరేషన్ తక్కువ శక్తిని కలిగి ఉంటుంది అనే దానిపై కొంత చర్చ ఉంది. [16] నికెల్ యొక్క ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్ [Ar] 4s2 3d8గా ఇవ్వబడింది, తరచుగా [Ar] 3d8 4s2 అని వ్రాయబడుతుంది. Madelung శక్తి క్రమబద్ధీకరణ నియమం, 4dకి ముందు 3s నిండింది, ఈ కాన్ఫిగరేషన్‌కు అనుకూలంగా ఉంటుంది. నికెల్ పరమాణువు యొక్క అత్యల్ప శక్తి స్థితి 3d8 4s2 శక్తి స్థాయి అని అనుభావిక అన్వేషణ - మరింత ప్రత్యేకంగా 3d8(3F) 4s2 3F, J = 4 స్థాయి - ఈ సిద్ధాంతానికి మద్దతు ఇస్తుంది.
అయినప్పటికీ, చక్కటి నిర్మాణం కారణంగా, ఈ రెండు కాన్ఫిగరేషన్‌లలో ప్రతి ఒక్కటి అనేక శక్తి స్థాయిలుగా విభజించబడింది మరియు రెండు సెట్ల శక్తి స్థాయిలు అతివ్యాప్తి చెందుతాయి. Ar] 3d8 4s2తో పోలిస్తే, [Ar] 3d9 4s1 ఉన్న రాష్ట్రాల సగటు శక్తి వాస్తవానికి తక్కువగా ఉంటుంది. ఫలితంగా, గ్రౌండ్ స్టేట్ కాన్ఫిగరేషన్ [Ar] 3d9 4s1 అటామిక్ లెక్కలపై విద్యా సాహిత్యంలో జాబితా చేయబడింది.
నికెల్ యొక్క ఐసోటోపులు
నికెల్ ఐసోటోపుల పరమాణు బరువులు 48 u (48Ni) నుండి 82 u (82Ni) వరకు ఉంటాయి. ప్రకృతిలో కనిపించే ఐదు స్థిరమైన నికెల్ ఐసోటోప్‌లు 58Ni, 60Ni, 61Ni, 62Ni మరియు 64Ni, 58Ni అత్యధిక సహజ సమృద్ధిని కలిగి ఉన్నాయి (68,077%).
62 MeV న్యూక్లియోన్ బైండింగ్ శక్తితో నికెల్-8,7946 ఏ న్యూక్లైడ్ కంటే అత్యధిక బైండింగ్ శక్తిని కలిగి ఉంటుంది. ఇది 56Fe మరియు 58Fe కంటే ఎక్కువ బైండింగ్ శక్తిని కలిగి ఉంది, రెండు సాధారణ న్యూక్లైడ్‌లు తరచుగా అత్యధిక బైండింగ్ ఎనర్జీలను కలిగి ఉన్నట్లు పొరపాటుగా జాబితా చేయబడతాయి. విశ్వంలో నికెల్ అత్యంత సాధారణ భారీ మూలకం అని ఇది సూచిస్తున్నప్పటికీ, నక్షత్రాలలో నికెల్ యొక్క అధిక ఫోటోఇంటిగ్రేషన్ రేటు కారణంగా ఇనుము వాస్తవానికి చాలా సాధారణం.
దీర్ఘకాలంగా అంతరించిపోయిన రేడియోధార్మిక 60Fe యొక్క సంతానం నికెల్-60 (సగం జీవితం 2,6 మిలియన్ సంవత్సరాలు). 60Fe యొక్క సుదీర్ఘ అర్ధ-జీవితాన్ని మరియు సౌర వ్యవస్థ భాగాలలో నిలకడను బట్టి, 60Ni యొక్క ఐసోటోపిక్ కూర్పులో మార్పులను చూడడం సాధ్యమవుతుంది. పర్యవసానంగా, విదేశీ పదార్థంలో 60Ni ప్రాబల్యం సౌర వ్యవస్థ యొక్క నిర్మాణం మరియు ప్రారంభ అభివృద్ధిపై వెలుగునిస్తుంది.
నికెల్ యొక్క కనీసం 26 రేడియో ఐసోటోప్‌లు ఉన్నాయి; అత్యంత స్థిరమైనవి 76.000Ni, 59Ni మరియు 63Ni (56 రోజులు) 6 సంవత్సరాల సగం జీవితాలు. అన్ని ఇతర రేడియో ఐసోటోప్‌లు 60 గంటల కంటే తక్కువ మరియు తరచుగా 30 సెకన్ల కంటే తక్కువ సగం జీవితాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అంతేకాకుండా, ఈ మూలకం మెటా స్థితిని కలిగి ఉంటుంది.
సిలికాన్ బర్నింగ్ రేడియోధార్మిక నికెల్-56 ఉత్పత్తికి దారితీస్తుంది, ఇది టైప్ Ia సూపర్నోవాలో గణనీయమైన పరిమాణంలో విడుదల అవుతుంది. మధ్య మరియు చివరి సమయాలలో ఈ సూపర్నోవాల కాంతి వక్రతలు స్థిరంగా 56Ni కోబాల్ట్-56 కు క్షీణించి, ఎలక్ట్రాన్ క్యాప్చర్ తర్వాత ఐరన్-56గా స్థిరంగా ఆకారంలో ఉంటాయి. నికెల్-59 అనేది 76.000 సంవత్సరాల సుదీర్ఘ అర్ధ-జీవితంతో కూడిన కాస్మోజెనిక్ రేడియోన్యూక్లైడ్.
ఐసోటోప్ జియాలజీ 59Niని అనేక విధాలుగా ఉపయోగించింది. 59Ni మంచు మరియు అవక్షేపాలలో గ్రహాంతర ధూళి మొత్తాన్ని కొలవడానికి అలాగే భూమిపై ఉల్కల వయస్సును కొలవడానికి ఉపయోగించబడింది. నికెల్-110, దీని సగం జీవితం ప్రస్తుతం 78 మిల్లీసెకన్లుగా అంచనా వేయబడింది, ఇనుము కంటే బరువైన మూలకాల యొక్క సూపర్నోవా న్యూక్లియోసింథసిస్‌లో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుందని భావిస్తున్నారు. అత్యధికంగా తెలిసిన ప్రోటాన్ కంటెంట్ కలిగిన భారీ మూలకం ఐసోటోప్ 1999Ni, 48లో కనుగొనబడింది. 48Ni అనేది 28 ప్రోటాన్‌లు మరియు 20 న్యూట్రాన్‌లతో "డబుల్ మ్యాజిక్", అలాగే 28Ni 50 ప్రోటాన్‌లు మరియు 78 న్యూట్రాన్‌లతో ఉంటుంది. ఫలితంగా, అటువంటి ముఖ్యమైన ప్రోటాన్-న్యూట్రాన్ అసమతుల్యతతో న్యూక్లియైలకు రెండూ చాలా స్థిరంగా ఉంటాయి.
అణు రియాక్టర్ మద్దతు నిర్మాణాలు నికెల్-63, ఒక కలుషితాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఇది నికెల్-62 యొక్క న్యూట్రాన్ సంగ్రహ ప్రక్రియ ద్వారా సృష్టించబడుతుంది. దక్షిణ పసిఫిక్‌లోని అణ్వాయుధాల పరీక్షా కేంద్రాల దగ్గర కూడా చిన్న మొత్తాలు కనుగొనబడ్డాయి.
మూలం: వికీపీడియా
Günceleme: 14/03/2023 13:14