镍化合物

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从左至右分别为[Ni(NH3)6]2+、[Ni(C2H4(NH2)2)]2+[NiCl4]2−[Ni(H2O)6]2+四种镍(II)的配离子。

镍化合物和其它元素形成的化合物。镍在化合物中,最稳定的价态是+2价,此外,还存在+3、+4两种高价态和+1、0、-1、-2四种低价态。镍的配位化合物是多彩的,不同配体能使镍(II)产生不同的颜色,如最常见的[Ni(H2O)6]2+是以水为配体的配离子,它显绿色。

无机化合物[编辑]

氧化物和氢氧化物[编辑]

镍可以形成NiO、Ni2O3等二元氧化物和多元氧化物,后者有时称作镍酸盐英语Nickel oxides

镍最常见的氢氧化物Ni(OH)2和NiO(OH)。它们存在于镍镉电池镍氢电池中。Ni(OH)2可由硝酸镍氢氧化钾反应得到:[1]

Ni(NO3)2 + 2 KOH → Ni(OH)2↓ + 2 KNO3

硫属化合物[编辑]

镍和可以形成多种二元化合物。如镍的硫化物有NiS、NiS2、Ni3S4、Ni7S6等数种,其中NiS2具有黄铁矿结构,Ni3S4具有尖晶石结构。

镍可以形成两种钋化物:NiPo和NiPo2[2]

镍最常见的硫属含氧酸盐是硫酸镍(NiSO4),它可以形成黄色的无水物、蓝绿色的六水合物和暗绿色的七水合物。[1]其中,无水物由水合物直接加热脱水得到。四方晶系的六水合物可在30.7°C至53.8°C的水溶液中结晶得到,在此温度之上得到正交晶系的六水合物,在此温度之下得到七水合物。X射线衍射表明,六水合物中存在八面体的[Ni(H2O)6]2+,并由氢键SO2−
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相连。[3]碳酸镍硒酸溶液反应,从溶液中可以结晶出绿色的六水合硒酸镍(NiSeO4·6H2O)。硒酸镍和硫酸镍都是易溶于水的镍盐。[1]

磷属化合物[编辑]

叠氮化镍(Ni(N3)2)是镍和氮形成的化合物,易爆。它由碳酸镍和叠氮酸反应得到。它受热分解为金属粉和氮气[4]它可以以二水合物(Ni(N3)2·2H2O)和碱式盐(Ni(OH)N3)的形式存在。[5]氨基镍(Ni(NH2)2)是暗红色固体,分子中含有被12个氨基围绕的Ni6簇。[6]取代胺基镍也是已知的。

四羰基镍(Ni(CO)4)和一氧化氮作用,生成浅蓝色的亚硝基配合物Ni(NO)(NO2),它是一种易自燃的活泼化合物。[7]

Ni(CO)4 + 4 NO → Ni(NO)(NO2) + N2O + 4 CO

硝酸镍(Ni(NO3)2)是镍的硝酸盐,存在无水物水合物,水合物以墨绿色的六水合物最为常见。硝酸镍易溶于水。硝酸镍溶液和氨反应,生成硝酸六氨合镍([Ni(NH3)6](NO3)2[8],和水合肼反应,生产硝酸三肼合镍([Ni(N2H4)3](NO3)2[9]

镍有多种磷化物,最常见的是Ni2P。由于磷化物的结构,它比硫化镍具有更高的催化活性。Ni2P可用于催化加氢脱硫、加氢脱氮等反应。[10]

镍和三氟化磷在100°C和350 atm下反应,可以得到四(三氟化磷)镍,该化合物中镍原子的氧化态为0。三苯基膦也能和镍形成若干种配合物。[7]镍盐和KPH2反应,可以制得氨基镍的同类物Ni(PH2)2。该化合物可溶于KPH2的液氨溶液,生成配合物K2[Ni(PH2)4]。[7]

磷酸氢二钠和镍盐溶液反应,生成绿色的八水合磷酸镍(Ni3(PO4)2·8H2O),而磷酸铵和镍盐溶液反应,得到的是磷酸镍铵(NH4NiPO4)。[7]

卤化物[编辑]

六水合氯化镍

镍(II)的四种卤化物都是已知的,它们都存在无水物和水合物。氟化镍(NiF2)是黄色固体,具有金红石结构,可以形成三水合物NiF2·3H2O。[11]四水合物也是已知的。[12]

氯化镍(NiCl2)是黄色晶体,具有CdCl2结构。它可以形成六水合物(NiCl2·6H2O),在29°C以上结晶,可以得到四水合物(NiCl2·4H2O),在64°C以上结晶,可以形成二水合物(NiCl2·2H2O)。[11]

溴化镍(NiBr2)是黄色晶体,具有CdCl2结构。它可以形成六水合物(NiBr2·6H2O)。[11]在29°C以上结晶,得到三水合物(NiBr2·3H2O)和二水合物(NiBr2·2H2O)。[13]在2°C以下从溶液中结晶,得到九水合物(NiBr2·9H2O)。[11]二溴化六氨合镍(II)(Ni(NH3)6Br2)是蓝色至紫色的晶体,难溶于低温下的液氨中,但可溶于沸腾的液氨中。此外,一氨、二氨和二配合物也是已知的。[11]

碘化镍(NiI2)是黑色晶体,具有CdCl2结构。它可以形成绿色的六水合物(NiI2·6H2O)、棕色的二氨合物(NiI2•2NH3)和蓝紫色的六氨合物。[11]

高价镍的卤化物仅已知氟镍化合物。

镍(II)的卤配合物,如四氯合镍酸盐英语tetrachloronickelate[NiCl4]2−)、四溴合镍酸盐英语tetrabromonickelate[NiBr4]2−)和四碘合镍酸盐英语tetraiodonickelate[NiI4]2−)都是已知的。

有机化合物[编辑]

四羰基镍(Ni(CO)4)是无色易挥发的剧毒液体,可用于金属镍的提纯[14]二茂镍(Ni(C5H5)2)是镍的环戊二烯配合物,为绿色晶体,可由氯化六氨合镍和环戊二烯基钠反应得到:[15]

[Ni(NH3)6]Cl2 + 2 NaC5H5 → Ni(C5H5)2 + 2 NaCl + 6 NH3

参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 朱文祥. 无机化合物制备手册. 化学工业出版社, 2006. pp 352-353 (X-4); pp 713 (XVI-142, XVI-143); pp 741 (XVI-236). ISBN 7-5025-8537-0
  2. ^ Meyer, R. J. Nickel und Polonium. Gmelins Handbuch Der Anorganischen Chemie - Nickel: Teil B — Lieferung 2. Verbindungen bis Nickel-Polonium. Berlin: Springer-Verlag. 1974: 764. ISBN 9783662133026 (德语). 
  3. ^ Wells, A. F. (1984). Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6.
  4. ^ Sood, R. K.; Nya, A. E.; Etim, E. S. (December 1981). "Thermal decomposition of nickel azide". Journal of Thermal Analysis. 22 (2): 231–237. DOI:10.1007/BF01915269.
  5. ^ IROM, I I (1 January 2001). "Photolysis of nickel hydroxy azide.". Global Journal of Pure and Applied Sciences. 7 (1): 73–80. doi:10.4314/gjpas.v7i1.16208.
  6. ^ Tenten, A.; Jacobs, H. (June 1991). "Isolierte Ni6(NH2)12-Einheiten in Nickel(II)-Amid". Journal of the Less Common Metals. 170 (1): 145–159. doi:10.1016/0022-5088(91)90060-H.
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 7.3 申泮文 等. 无机化学丛书 第九卷 锰分族 铁系 铂系. 科学出版社, 2017. ISBN 9787030305459
  8. ^ A. Migdal-Mikuli et al. Thermal decomposition of [Mg(NH3)6](NO3)2, [Ni(NH3)6](NO3)2 and [Ni(ND3)6](NO3)2. Thermochimica Acta, 2004. 419(s 1–2):223–229
  9. ^ 陈太林. 硝酸肼镍制备工艺研究. 火工品, 1998(4): 35-36
  10. ^ Wang X, Clark P, Oyama S T. Synthesis, characterization, and hydrotreating activity of several iron group transition metal phosphides[J]. Journal of Catalysis, 2002, 208(2): 321-331. DOI: 10.1006/jcat.2002.3604
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 Mellor, J. W. Nickel. A COMPREHENSIVE TREATISE ON INORGANIC AND THEORETICAL CHEMISTRY VOLUME XV Ni Ru, Rh Pd, Os, Ir. May 1936 [31 May 2016]. (原始内容存档于2017年2月7日).  (pages accessible by changing number on url)
  12. ^ Haynes, W. M., ed. (2014). CRC Handbook of Chemistry and Physics (95 ed.). pp. 4–77–4–78. ISBN 9781482208672.
  13. ^ Nicholls p1126-1127
  14. ^ Mond L, Langer K, Quincke F. Action of carbon monoxide on nickel. Journal of the Chemical Society. 1890: 749–753.
  15. ^ Girolami, G. S.; Rauchfuss, T. B.; Angelici, R. J. Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry. Mill Valley, CA: University Science Books. 1999. ISBN 0935702482. 

参考书目[编辑]

  • Nichols, David. The chemistry of iron, cobalt and nickel. Oxford: Pergamon Press. 1975. ISBN 0080188737. 

参见[编辑]