Nickel
Le nickel est un élément chimique avec le symbole Ni et le numéro atomique 28. Il est un métal argentâtre clair et luisant avec un léger tinge doré. Le nickel appartient aux métaux de transition et est dur et malléable.
Identité
- Masse atomique
- 58.693 u
- Catégorie
- Métaux de transition
- Groupe
- 10
- Période
- 4
- Bloc
- d
- États d'oxydation
- +2, +3
- État physique (à 25 °C)
- Solide
- Apparence
- brillant, métallique et argenté avec une teinte dorée
Structure électronique
- Configuration électronique
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
- Configuration abrégée
- [Ar] 3d8 4s2
- Électrons par couche
- 2, 8, 16, 2
- Électronégativité (Pauling)
- 1.91
- Affinité électronique
- 112 kJ/mol
- 1ʳᵉ énergie d'ionisation
- 737 kJ/mol
- Énergies d'ionisation
- 737 · 1753 · 3395 · 5300 · 7339… kJ/mol
Propriétés physiques
- Point de fusion
- 1454.8 °C (1728 K)
- Point d'ébullition
- 2729.8 °C (3003 K)
- Densité
- 8.908 g/cm³
- Capacité thermique molaire
- 26.1 J/(mol·K)
Comportement chimique de l'nickel
Le nickel est un métal de transition du groupe 10, de symbole Ni et de numéro atomique 28. C'est un métal dur gris argenté avec une légère teinte dorée, résistant à la corrosion et ferromagnétique. Son état d'oxydation le plus stable est +2, avec +3 et +4 dans des composés spécifiques. C'est l'un des métaux les plus importants pour les aciers inoxydables, les alliages et les batteries modernes.
Réactivité
Ni + 2 Cl2 -> NiCl4
Le nickel réagit avec le chlore pour former le chlorure de nickel(IV), solide bleu-vert qui est le composé le plus stable.
Ni + H2SO4 (acid), -> NiSO4 + H2
Le nickel réagit avec l'acide sulfurique dilué, libérant de l'hydrogène et formant le sulfate de nickel(II).
Composés notables
| Composé | Formule | Utilisation ou importance |
|---|---|---|
| Chlorure de nickel(II) | NiCl2 | Solide vert ; getter et précurseur de catalyseur |
| Oxyde de nickel(II) | NiO | Solide vert ; précurseur de getter et utilisé dans les pigments |
| Sulfate de nickel(II) | NiSO4 | Solide vert ; précurseur de getter et utilisé dans les électrodes |
Distribution de la couche électronique
Afficher dans le générateur d'atomesIsotopes
Le nickel naturel combine cinq isotopes stables : le nickel-58 (68,1 %), le nickel-60 (26,2 %), le nickel-62 (3,6 %), le nickel-61 (1,1 %) et le nickel-64 (0,9 %). Le nickel-58 est le plus abondant. Le nickel-59 est un radioisotope à longue durée de vie (demi-vie de 76 000 ans) d'intérêt pour la science nucléaire.
Occurrence et production
Le nickel est parmi les dix éléments les plus abondants de la croûte (environ 80 ppm) et un composant majeur du noyau terrestre. Il apparaît dans la pentlandite, la garniérite et les latérites. Les principaux producteurs incluent l'Indonésie, les Philippines, la Russie, le Canada et l'Australie. Une grande part de la production provient du raffinage du cuivre et du platine comme co-produit.
Histoire et origine du nom
Le nickel fut isolé en 1751 par Axel Fredrik Cronstedt en Suède à partir d'un minerai que les mineurs appelaient kupfernickel (faux cuivre). Son nom vient de Nickel, un esprit malin accusé de l'inutilité du minerai. Il devint clé pour les aciers inoxydables, la monnaie et la métallurgie moderne.
Applications et importance de l'nickel
Utilisations de l'élément
Environ deux tiers vont dans les aciers inoxydables, plus les superalliages pour les turbines à réaction, le placage de nickel, la monnaie et les batteries lithium-ion et NiMH. Les superalliages de nickel conservent leur résistance là où beaucoup de métaux s'affaiblissent à haute température.
Utilisations de ses composés
Les sels alimentent le placage électrolytique et les cathodes de batterie ; le nickel de Raney et le nickel supporté catalysent l'hydrogénation des huiles et des carburants ; les oxydes colorent le verre et la céramique.
Santé, sécurité et environnement
Rôle biologique
Certains organismes ont besoin de traces de nickel comme cofacteur enzymatique. L'humain n'a pas de besoin établi ; l'alimentation fournit de petites quantités. Des doses chroniques élevées peuvent affecter les poumons et l'intestin, et les sels solubles sont la principale préoccupation plutôt que le métal compact.
Sécurité
Le métal a une faible toxicité, mais les composés inorganiques et la poussière peuvent irriter la peau, les yeux et les voies respiratoires. L'allergie de contact au nickel est courante : un contact cutané prolongé avec des objets qui le libèrent peut déclencher une dermatite. Des règles limitent la libération de nickel dans les bijoux et les articles portés.
Environnement
Le nickel est persistant et les effluents de l'extraction, de la fusion et du placage doivent être contrôlés. Le recyclage des aciers inoxydables et des batteries récupère une grande part du métal et réduit le besoin d'extraction primaire.
Questions fréquentes sur l' Nickel
Pourquoi le nickel est-il indispensable aux aciers inoxydables ?
Le nickel stabilise la structure austénitique qui rend beaucoup d'aciers inoxydables tenaces, ductiles et résistants à la corrosion. Les aciers typiques 18/8 combinent le chrome pour la couche passive et le nickel pour la mise en forme. Sans assez de nickel, certaines nuances perdent la soudabilité ou la ténacité à froid.
Pourquoi le nickel sert-il à plaquer des objets métalliques ?
Le placage de nickel dépose une couche uniforme qui améliore la finition et, dans de bonnes conditions, la résistance à l'usure et à la corrosion. Il recouvre des pièces industrielles, des robinets et des éléments décoratifs, et peut servir de sous-couche au chrome. L'épaisseur et la chimie du bain déterminent le résultat ; le contact cutané prolongé doit tenir compte de l'allergie.
Comment le nickel est-il utilisé comme catalyseur industriel ?
Le nickel catalyse l'hydrogénation, ajoutant de l'hydrogène à des molécules telles que les huiles végétales, plus des procédés de carburant et chimiques. Sa surface active les réactifs mais peut être empoisonnée par des impuretés, donc la formulation et la maintenance comptent.
Pourquoi le nickel peut-il provoquer une allergie de contact ?
Chez les personnes sensibles, les ions libérés par des objets en contact prolongé avec la peau déclenchent une dermatite allergique de contact. Le risque dépend du taux de libération, du temps de contact et de la sensibilité individuelle. Des normes limitent la libération de nickel dans les produits destinés au contact cutané prolongé.
Pourquoi le nickel est-il utilisé dans les batteries rechargeables ?
Les cathodes riches en nickel stockent beaucoup d'énergie par kilogramme, donnant aux véhicules électriques une plus grande autonomie. Mais la conception doit équilibrer la densité d'énergie avec la stabilité thermique, la durée de vie et le coût. D'où la coexistence de familles avec et sans nickel (comme le phosphate de fer et de lithium) pour des usages différents.
Qu'est-ce qui rend les alliages de nickel utiles dans les moteurs à réaction ?
Les superalliages de nickel conservent une haute résistance mécanique à des températures où beaucoup de métaux s'adoucissent. Avec le chrome, le cobalt et l'aluminium, ils résistent à la chaleur, aux contraintes et à l'oxydation dans les aubes de turbine et l'équipement de puissance. La composition et la microstructure doivent être étroitement contrôlées.
Pourquoi certaines pièces de monnaie contiennent-elles du nickel ?
Le nickel ajoute de la dureté, de la résistance à l'usure et un aspect métallique uniforme, seul ou avec le cuivre. Les hôtels des monnaies équilibrent le coût, la durabilité, la facilité de frappe et la signature magnétique attendue par les systèmes de distribution. Toutes les pièces argentées n'en contiennent pas.
Principales sources consultées : PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Dernière révision : novembre 2026.