Электронная формула никеля Ni: интерактивная таблица

Никель - удивительный металл с уникальным электронным строением атома. Давайте разберемся в тонкостях его атомной структуры и научимся составлять электронную формулу никеля!

Строение атома никеля

Атом никеля состоит из положительно заряженного ядра, в котором находятся 28 протонов и 31 нейтрон. Вокруг ядра по орбиталям движутся 28 электронов. Распределение электронов по орбиталям выглядит так:

1s²
2s²
2p⁶
3s²
3p⁶
3d⁸
4s²

Графически электронную формулу никеля можно представить следующим образом:

Помимо основного состояния, атом никеля может переходить в возбужденное состояние. Это происходит за счет перераспределения электронов между орбиталями для образования дополнительных химических связей.

Физические свойства

Никель обладает уникальным комплексом физических свойств, обусловленных особенностями его электронного и кристаллического строения. Рассмотрим основные из них.

Никель имеет гранецентрированную кубическую решетку с периодом 0,35238 нм.

Это определяет высокую пластичность чистого никеля и возможность его обработки давлением. Кроме того, важнейшие характеристики никеля:

Плотность - 8,9 г/см3
Температура плавления - 1453°C
Температура Кюри - 358°C (никель ферромагнитен)
Коэффициент теплового расширения - 13,5·10−6 К−1
Удельное электросопротивление - 0,0684 мкОм·м

Таким образом, благодаря особенностям электронного строения атомов, никель демонстрирует комплекс уникальных физических свойств, что определяет широкий спектр его практического применения.

Химические свойства и применение никеля

Химические свойства никеля также напрямую связаны со строением его атома. Рассмотрим основные из них.

Атомы никеля в соединениях проявляют степени окисления от +2 до +4. Это связано с заполнением электронных орбиталей.
Никель устойчив к коррозии благодаря защитному слою оксида NiO на поверхности.
При нагревании никель взаимодействует с кислородом, галогенами, азотной кислотой.

Благодаря этим свойствам никель и его сплавы широко используются:

В производстве коррозионностойкого оборудования
Для изготовления катализаторов химических процессов
В электротехнике для контактов и элементов силовой электроники

Таким образом, уникальные химические характеристики никеля, определяемые электронной формулой его атома, делают его незаменимым элементом во многих областях современной промышленности.

Магнитные свойства

Упомянутая ранее температура Кюри никеля составляет 358°C. Выше этой температуры ферромагнитные свойства никеля исчезают. Однако в обычных условиях никель является ферромагнетиком, что определяет такие его важные характеристики:

Высокая магнитная проницаемость
Намагниченность насыщения 0,62 Тл
Коэрцитивная сила около 10 А/м

Благодаря этому никель и его сплавы широко используются для изготовления постоянных магнитов, а также магнитомягких материалов для магнитопроводов и трансформаторных сердечников.

Графическая модель атома

Рассмотренная в начале статьи модель атома никеля с обозначением распределения электронов по орбиталям дает представление о его электронном строении. Однако для наглядности часто используют графическую электронную формулу атома никеля:

В этой модели ядро атома изображено в виде протонов и нейтронов в центре, а вокруг - орбитали с электронами. Такая наглядная графическая формула позволяет лучше представить распределение зарядов и строение атома никеля в пространстве.

Применение никеля и его сплавов

Уникальные физические и химические свойства никеля, определяемые особенностями электронного строения его атома, обусловливают широкий спектр практического применения этого металла и его сплавов.

Машиностроение

Благодаря высокой пластичности, вязкости и коррозионной стойкости никель и его сплавы применяются в производстве деталей, узлов и агрегатов в различных отраслях машиностроения: