Nikl patří mezi přechodné kovy, je součástí mnoha důležitých slitin. Využívá se také jako povrchová (antikorozní) úprava kovových předmětů. V přírodě se vyskytuje pět stabilních izotopů. Pro NMR je využitelný 61Ni.
| Vlastnosti niklu | |||
| Atomové číslo | 28 | Počet stabilních izotopů | 5 |
| Atomová hmotnost | 58,6934 | Elektronová konfigurace | [Ar] 3d8 4s2 |
| Teplota tání [°C] | 1455 | Teplota varu [°C] | 3003 |
| Elektronegativita | 1,91 | Hustota [g.cm-3] | 8,908 |
Jako prvek byl nikl objeven a popsán až v 18. století, ale jeho slitiny byly používány už ve staré Číně.
Výroba niklu
Čistý nikl se vyrábí elektrolyticky, oxid se nejprve redukuje uhlíkem, surový nikl potom slouží jako anoda, katodou je čistý nikl a elektrolytem vodný roztok síranu nebo chloridu nikelnatého. Během elektrolýzy se rozpouští nikl za anody a vylučuje se na katodě, získaný kov má čistotu vyšší než 99,9 %.
Druhou metodu výroby čistého niklu vyvinul L. Mond v roce 1889. Oxid se redukuje vodním plynem (směs H2O a CO), čímž dojde ke vzniku těkavého Ni(CO)4 (tetrakarbonyl niklu), ten se rozloží za vyšší teploty na nikl a oxid uhelnatý. Čistota takto připraveného niklu je 99,95 %.
Chemické vlastnosti
Reaktivita niklu je podobná jako reaktivita kobaltu. Rozpouští se ve zředěných minerálních kyselinách, v koncentrované kyselině dusičné se pasivuje. Ve vodných roztocích hydroxidů je kovový nikl stabilní. Oxidace vzduchem probíhá až za vyšší teploty.
Nikl vytváří sloučeniny v oxidačních číslech I, II, III a IV. Nejběžnější jsou sloučeniny nikelnaté. Komplexy NiI jsou vzácné, tento oxidační stav je důležitý pro funkci enzymů, např. [NiFe]-hydrogenasy. Sloučeniny NiIII jsou velmi dobrá oxidační činidla, prvními připravenými sloučeninami s tímto iontem byly trihalofosfiny [Ni(PPh3)X3]. Sloučeniny NiIV jsou vzácné a jejich příprava vyžaduje použití velmi silných oxidačních činidel, příkladem takové sloučeniny je směsný oxid BaNiO3.
Halogenidy
Známe všechny čtyři nikelnaté halogenidy. Bezvodý fluorid nikelnatý lze připravit reakcí bezvodého fluorovodíku s chloridem nikelnatým nebo jeho tetrahydrátem, příp. reakcí fluoru s chloridem nikelnatým při teplotě 350 °C:
NiCl2 + F2 → NiF2 + Cl2
Hydratovaný lze připravit reakcí uhličitanu nikelnatého s roztokem fluorovodíku.
Fluorid nikelnatý 
Hydratovaný chlorid nikelnatý 
Hydratovaný bromid nikelnatý 
Hydratovaný jodid nikelnatý
NMR
| 61Ni | |
|---|---|
| Spin | 3/2 |
| Zastoupení v přírodě [%] | 1,1399 |
| Citlivost vzhledem k 1H | 0,00359 |
| Rezonanční frekvence v poli 1 T | 3,8114 |
Měření 61Ni NMR spekter není úplně triviální, protože jádro má nízké zastoupení i citlivost. Je také kvadrupolární, takže v případě nesymetrického uspořádání okolo Ni centra jsou signály velice široké. Hodnoty chemických posunů závisejí silně na rozpouštědle. Standardem je Ni(CO)4, který je ovšem toxický, proto se častěji využívá Ni(PMe3)4, jehož posun v THF-d8 je 40 ppm, v toluenu-d8 se signál posune na 15,2 ppm, v benzenu-d6 je posun 35 ppm. Velikost jednovazebné interakce je 1J(P-Ni) = 287 Hz.
Hodnoty chemického posunu a interakční konstanty7
| Sloučenina | δ [ppm] | J(61Ni,31P) [Hz] |
|---|---|---|
| Ni(PMe3)4 | 40 | 285 |
| Ni[P(OMe)3]4 | -742 | 398 |
| Ni(PF3)4 | -929 | 482 |
| Ni(PCl3)4 | 267 | 450 |
| Ni(C2H4)2(PMe3) | -866 | |
| Ni(PPh3)4 | 515 | |
| Ni(P(OPh)3)4 | -587 nebo -576 | 400 |
Literatura
- Komplex [Ni(dppp)(η2-C60)]
- Nikl na české wikipedii
- Nikl na anglické wikipedii
- Ni NMR
- Substituent effects on 61Ni NMR chemical shifts
- Nuclear magnetic resonance and nuclear quadrupole resonance studies of 61Ni in heavy fermion compounds Ce7Ni3
- Structural and Crystallographic Information from 61Ni Solid-State NMR Spectroscopy: Diamagnetic Nickel Compounds
One Reply to “Nikl”