معدن النيكل معلومات Nickel هو عنصر كيميائي له الرمز Ni والعدد الذري 28 في الجدول
الدوري للعناصر وهو فلز ابيض فضي بمظهر ذهبي خفيف وهو أحد
المواد المغناطيسية في درجة حرارة الغرفة يرجع استخدام هذا
العنصر لعام 3500 ق.م ولكن تم فصله لاول مرة على يد العالم
السويدي اكسل فريدريك كرونستيدت الذي اخطا في اعتقاده انه خام
معدن النحاس اهم الخامات لهذا المعدن هو الليدرايتس الذي يتضمن
الليمونيت والجارنيرايت والبنتلاندايت اكبر مواقع انتاج هذا المعدن
تقع في منطقة سادبوري في كندا ونيو كاليدونيا في روسيا يمتاز
المعدن بمقاومته للتاكل ولذلك له استخدامات كثيرة في السبائك كطلاء
للسبائك وفي تصنيع العملات المعدنية والمغناطيس والعديد من الادوات
المنزلية والطبية وكعامل حفز في عملية الهدرجة وفي العديد من
التطبيقات الاخرى في بعض الانواع من الحياة يستخدم النيكل كمركز
نشط لتصنيع الاساس المعدني يعد معدن النيكل العنصر الثاني
والعشرين من حيث الوفرة في القشرة الارضية كما يعد المعدن السابع
بالنسبة لوفرة العناصر الانتقالية بالرغم من وجود كثير من المعادن
التي تحتوي على عنصر النيكل الا ان معادن الكبريتيد والاكاسيد
تعد اهم المعادن الرئيسية اقتصاديا
نظائرالنيكل نيكل58
نيكل59
نيكل60
نيكل62
تاريخ النيكل نتيجة تشابه خام النيكل مع خام الفضة فكثيرا ما كان يتم الخطا بينهما
ولذلك يرجع تاريخ استخدام النيكل وفصله الى عصور قريبة على الرغم
من ذلك فقد استخدم النيكل بطريقة غير مقصودة في العصور القديمة
ويرجع تاريخ استخدامه الى 3500 ق.م فكان البرونز الذي يستخرج من
سوريا حاليا يحتوي على 2% نيكل فضلا عن ذلك فهناك اوراق صينية
اقرت تاليف الصينيون النيكل دون ان يكتشفوه ما بين
عامي 1700 و 1400 ق.م كمكون اساس لمادة باي ثنج Pai-Thung التي
تعني النحاس الابيض والتي تتكون
من 40% نحاس 32% نيكل 25% زنك 3% حديد وتشبه الفضة في شكلها
ومنذ ذلك الحين لم تظهر مادة باي-ثنق في اوروبا الا في القرن السابع عشر
وبنسب ضئيلة جدا ولكن محتويات السبيكة من النيكل لم تكتشف
الا عام 1822
في المانيا وجد خام احمر في جبال الخام وتم تجميعها على اساس انها خام
النحاس وعندما لم يستطع خبراء التعدين الحصول على خام النحاس منها
اعتقدوا ان هذا بسبب اشباح مؤذية من الاساطير الالمانية تمنع الخبراء من
استخراج النحاس من هذا الخام وسموه كوبفر نيكل حيث تعني كوبفر النحاس
وتعني نيكل شيطان وسمي بعد ذلك هذا الخام باسم النيكلاين او النيكولايت
وقد كان هذا الاعتقاد سببا في الاكتفاء بكلمة نيكل كاسم لهذا الفلز بواسطة
العالم السويدي اكسيل كرونستد الذي افلح في استخلاص فلز النيكل ولكن
بصورة غير عالية النقاوة من خام الجرسدورفايت والتعرف عليه عام 1751 م
وفي عام 1775 م تمكن بيرجمان من التعرف على النيكل كفلز منفصل يختلف
عن النحاس تلا ذلك عام 1804 م استخلاص فلز النيكل بدرجة نقاوة عالية
بواسطة الكيميائي ريتشر مما جعله يلم بتفاصيل اكثر عن صفاته الكيميائية
والفيزيائية ممهدا الطريق لوضع الفلز ضمن المجموعة الفرعية الثامنة من
مجموعات العناصر الانتقالية التي تقع بين المجموعتين الرئسيتين الثانية
والثالثة من الجدول الدوري للعناصر بعد الحديد والكوبلت الذين يشبهانه
في كثير من الصفات
التواجد في الطبيعة يوجد النيكل في صخور القشرة الارضية بتركيز يبلغ
حوالي 90 ملغراما لكل كيلوغرام وتوجد كميات من
النيكل-59 mg/Lكما يبلغ تركيزه في مياه البحر حوالي 2 ملغراما لكل
لتر والنيكل-63 بمقادير ضئيلة في انحاء العالم وذلك من السقط النووي
المشع ويمكن كذلك ان يوجد في منشات نووية معينة كمادة ملوثة من
تشغيل المفاعلات ومن معالجة الوقود المستنفد ويعد النيكل عموما واحدا
من المعادن المشعة الاقل حراكا في البيئة كما وتعد النسبة النمطية لتركيز
النيكل في النباتات بالنسبة لتركيزها في التربة منخفضة وتقدر
بحوالي 0.06 او 6% كذلك يلتصق النيكل بشكل جيد جدا بالتربة
ويفوق تركيز النيكل المرتبط بالتربة الرملية نمطيا ما مقداره
حوالي 400 ضعف تركيزه في المياه الخلالية في الفراغات المسامية
ما بين جزيئات التربة حتى انه اي النيكل يرتبط بشدة اكبر مع التربة
الطينية حيث يمكن لنسب التراكيز ان تتجاوز 600 وهكذا فلا يعد النيكل
عاملا ملوثا رئيسيا في المياه الجوفية
تكون اعلى تراكيز النيكل في هانفورد في المناطق التي تحتوي على
نفايات DOE في مواقع وزارة الطاقة ناجمة عن معالجة الوقود المشع
وبشكل رئيسي في المعدات المرتبطة بالوقود المستنفد
مصادره يوجد النيكل بشكل طبيعي في خامات متنوعة وعلى نطاق اقل في التربة
ويوجد في معادن مثل الغارنيريت واليليرايت كبريت النيكل و النيكولايت
والبينتلاندايت والبيروتيت مع الاشارة الى كون الاثنين الاخيرين
خامتين رئيسيتين
و قد تم ايضا اكتشافه في اغلب النيازك و غالبا ما يفيد كاحد معايير تمييز
النيزك عن المعادن الاخرى و يجري تعدين معظم الامداد العالمي من
النيكل في كندا كما يشمل هذا الامداد مصادر اخرى مثل كوبا والاتحاد
السوفييتي السابق والصين واستراليا ولا تمتلك الولايات المتحدة توضعات
كبيرة من النيكل اذ يقدر انتاجها باقل من نسبة 1% من الانتاج العالمي
السنوي. و تستورد الولايات المتحدة معظم النيكل المستخدم لديها كما ان
حوالي 30% من الاستهلاك السنوي للنيكل يأتي من
مصادر معادة التدوير Recycled
الخواص النيكل فلز ذو لون ابيض فضي لامع ينتمي الى الفلزات الانتقالية وهو احد
المواد الاربعة المغناطيسية في درجات الحرارة والضغوط العادية فلز
النيكل قاسٍ وقابل للطرق يوجد غالبا في الطبيعة مع الكبريت والحديد في
البنتلاندايت او الكبريت في الميلليرايت او الزرنيخ والكبريت في النيكل
جالينا او مع الخارصين في المناجم
النيكل عنصر نشيط كيمائيا بشكله الحر فيتفاعل مع اكسجين الهواء الجوي
ببطئ في درجات الحرارة والضغوط العادية مشكلا طبقة عازلة من
الاكسيد على السطح تخفف من مدى النشاط الكيميائي كما هي الحال
بالنسبة لعناصر الكروم والالومنيوم والتيتانيوم
استخداماته يعد النيكل عنصرا من العناصر المكونة السبائك المعدنية بالاضافة الى
انه مكون اساسي للفولاذ المقاوم للصدأ الذي لا ينتمي الى اسرة سبائك
النيكل بل ينتمي الى اسرة الصلب يمكن تصنيف سبائك النيكل
الى ثلاث فئات
سبائك الحديد والنيكل فهي تستخدم لخصائصها الفيزيائية حيث تحتوي سبيكة الحديد
والنيكل FeNi على 36% من النيكل وهي غير قابلة للتمديد عند درجة
حرارة اقل من 200°م فهو يستخدم في فيزياء درجات الحرارة المتدنية
في فيزياء الليزر العناصر الهيكلية او على شاشات التلفزيون تستخدم
الخصائص الفيزيائية لسبائك الحديد والنيكل في الاستفادة من الخصائص
المغناطيسية سبائك ذات نفاذية مغناطيسية عالية سبائك مغناطيسية واهم
خاصية لدى سبائك الحديد والنيكل خاصية التمدد سبائك غير قابلة للتمدد
أو سبائك ذات التمدد البسيط
سبائك النحاس والنيكل وتحتوي على مقاومة جيدة لـ التاكل في وسط اساسي
او حمضي ولها استعداد جيد للتشكيل والالتحام
السبائك الفائقة وتصنف ضمن عائلة السبائك ذات تركيبة معقدة نظرا لطبيعة
النيكل الكوبالت حيث تقدم مقاومة جيدة لالتاكل الجاف في درجة حرارة
عالية ولديها خصائص ميكانيكية جيدة وهي المواد المفضلة للتوربين
ملاحة جوية الطيران وبعض الغلايات
دخوله في الجسم يمكن للنيكل ان يدخل الجسم عن طريق تناول الطعام او شرب المياه
او استنشاق الهواء ويعد الامتصاص المعوي المعدي من الغذاء او الماء
المصدر الاساسي للنيكل المترسب داخليا بين عموم السكان ويتم امتصاص
حوالي 5% من الكمية المبتلعة الى مجرى الدم عبر الامعاء بينما يمكن
امتصاص ما نسبته تتراوح بين 20-35% عن طريق الرئتين ويتم
التخلص سريعا مما نسبته 68% من النيكل الذي يصل الى الدم وذلك في
البول بينما يتبقى 2% منه في الكليتين حيث يكون عمر النصف البيولوجي
له قصيرا جدا ويساوي 0.2 من اليوم اي حوالي 5 ساعات اما
ال 30% المتبقية فهي تتوزع في بقية انسجة الجسم بما في ذلك الكليتين
وتتم تصفيتها بعمر نصف بيولوجي يساوي 1200 يوم هذه المعلومة
تخص موديلات مبسطة لا تعكس اعادة توزيع انتقالية
خطورته و تاثيراته الصحية الاساسية يعد النيكل خطرا على الصحة فقط في حال دخوله الى الجسم ولا يعد التعرض
الخارجي لاشعة غاما امرا مقلقا وذلك لكون نظيري النيكل هذين لا يصدران
اشعة غاما بكمية مهمة اذ ان النيكل-63 يضمحل عن طريق اصداره جسيم بيتا
كما ان النيكل-59 يضمحل عن طريق اسر الكترون يتم فيه اصدار اشعة غاما
منخفضة الطاقة اما في الجسم فان النيكل يمثل خطرا صحيا بسبب جسيمات بيتا
واشعة غاما ويرتبط القلق الصحي الاساسي بالاحتمال المتزايد للتسبب
بنشوء السرطان
المركز الدولي لبحوث السرطان circ يصنف النيكل من المواد المسببة لسرطان
عند الانسان التعرض المزمن للنيكل هو احد عوامل الخطر للاصابة
بسرطان الرئة
النيكل هو اكثر المعادن المسببة للحساسية 12% من السكان مصابون بالحساسية
نتيجة استخدامهم المفرط للنيكل حيث تصاب غالبية النساء بالاكزيما نتيجة
استعمالهم للمجوهرات والاكسسوارات التي تحتوي على النيكل ولهذا السبب تم
استبعاده لسبائك النيكل المستخدمة للعملات الاوروبية الجديدة
الخطورة الاشعاعية يوضح هذا الجدول بعض القيم لمعاملات الخطورة بالنسبة للاستنشاق والابتلاع
تم استخدام انماط امتصاص افتراضية موصى بالنسبة للاستنشاق وتم كذلك استخدام
قيم غذائية بالنسبة للابتلاع وقد اخذت قيم الخطورة بالنسبة للوفاة بالسرطان وفقا
للعمر لكل وحدة ادخال باخذ معدلها بالنسبة لجميع الاعمار ولكلا الجنسين تساوي
جزءا من تريليون جزء وتتاح ايضا قيم اخرى بما في ذلك ما يخص الوفيات
نظائر النيكل الاكثر خطورة
نيكل-59 نيكل-63
قيمته المعدنية يشير النيكل الى قيمة نقدية 500 في عملة الولايات المتحدة الامريكية
منذ حوالي قرن كانت العديد من القطع النقدية الفرنسية مصنوعة من النيكل
او تحتوي على النيكل مثل 5 فرنك فرنسي كما يحتوي برج ايفل
من تصميم joaquin jimene وfrederic joubert على النيكل
الخصائص الفيزيائية لنيكل المرحلة في STP صلب
نقطة الانصهار 1728 كلفن 1455 درجة مئوية 2651 درجة فهرنهايت
نقطة الغليان 3003 كلفن 2730 درجة مئوية 4946 درجة فهرنهايت
الكثافة بالقرب من RT 8.908 جم / سم 3
عندما السائل عند النائب 7.81 جم / سم 3
حرارة الانصهار 17.48 كيلوجول / مول
حرارة التبخير 379 كيلو جول / مول
السعة الحرارية المولية 26.07 جول / مول.كلفن
الصلابة موز 4.0
صلادة ڤيكرز 638 MPa
صلادة برينل 700 MPa
رقم كاس 7440-02-0
