2.Взаимодействие с кислородом:

2Ni + O₂ = 2NiO

Монооксид (минерал бунзенит) – нестехиометрическое кристаллическое соединение NiO_x, где х~1. В зависимости от способа получения и состояния (условий) оксида цвет может меняться от светло- до темно-зеленого и далее черного; до 252 °С устойчив -NiO, кристаллы гексагональной сингонии (a = 0,295 нм, с = 0,724 нм). Выше 252°С устойчив β-NiO, кристаллы кубической сингонии; параметры элементарной ячейки (а = 0,417 нм). Обладает слабоосновными свойствами; в воде не растворяется. Водородом, углеродом, металлическим магнием и алюминием восстанавливается до элементного никеля.

3.Взаимодействие с серой:

С серой никель образует химические соединения следующего состава: γ-NiS, β-NiS, NiS₂, Ni₃S_2, Ni₃S_4, Ni₆S₅, Ni₇S_6.

Ni + S = NiS

Моносульфид NiS – нестехиометрическое соединение, для него, как и для других сульфидов никеля, характерна определенная область гомогенности; существует в двух кристаллических модификациях γ- и β- NiS.

Сульфид Ni₃S₂ при 555°С переходит в высокотемпературную фазу с широкой областью гомогенности. Сульфид Ni₃S₄ при 365°С, не плавясь, образует NiS₂ и β- NiS.

Все сульфиды никеля практически не растворимы в воде и органических растворителях. Разлагаются лишь азотной кислотой и царской водкой. При нагревании в вакууме выше 500°С диссоциируют с образованием паров серы и фаз, обогащенных никелем. При нагревании на воздухе окисляются.

Ni₃S₂ и Ni₆S₅ применяются в качестве компонента никелевого файнштейна – промежуточного продукта переработки на Ni силикатно-никелевых и других руд.

Ni, NiS и Ni₃S₂ применяют в качестве катализаторов в процессах гидрогенизации и дегидрогенизации, а NiS₂ является катализатором в процессах органического синтеза.

4.Взаимодействие с азотом:

С азотом никель не реагирует вплоть до 1400°С, не реагирует с аммиаком, а высокодисперсный никель при 300-450 °С образует с ним нитрид Ni₃N.

5.Взаимодействие с фосфором, углеродом, кремнием и бором:

Никель в расплаве растворяет углерод, образуя карбид Ni₃C, который при кристаллизации расплава разлагается с выделением графита. При сплавлении с кремнием образует силициды Ni₅Si_2, Ni₂Si, NiSi, Ni₃Si и др.С бором образует бориды с различными соотношениями составляющих, с парами фосфора образует фосфиды Ni_xP_y.

Взаимодействие никеля с неорганическими соединениями

Взаимодействие никеля с водой:

Ni + 2Н₂О = Ni(OH)₂ + Н_{2 (газ)}

Ni - 2ē → Ni²⁺ φ_восст = -0,25 В

2

2H⁺OH^- + 2ē → Н₂ + 2OH^- φ_ок = -0,413 В

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = -2 ∙ 96500 ∙ (– 0.413 – ( - 0,25)) = 31,459 кДж/моль – реакция термодинамически невозможна.

ΔG' = - zF([ φ°_ок - η _ок] – [φ°_в + η_в]) = -2 ∙ 96500 ∙ ([ -0,413 – 0,63] – [-,025 + 0,51]) = 251,479 кДж/моль – есть кинетические затруднения.

Взаимодействие с водными растворами щелочей:

2Ni + 2NaOH +2Н₂О = Н₂ + 2Ni(OH)₂ + 2Na⁺

Ni - 2ē → Ni²⁺ φ_восст = -0,25 В

2

2H⁺OH^- + 2ē → Н₂ + 2OH^- φ_ок = -0,59 В

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = -2 ∙ 96500 ∙(-0,59 – (-0,25)) = 65,62 кДж/моль -

реакция термодинамически невозможна.

ΔG' = - zF([ φ°_ок - η _ок] – [φ°_в + η_в]) = -2 ∙ 96500 ∙([- 0,59 – 0,4] – [-0,25 + 0,51]) = 241,25 кДж/моль - есть кинетические затруднения.

Взаимодействие с соляной кислотой HCl:

Ni + 2H⁺ Cl^- = NiCl₂ + Н₂

Ni - 2ē → Ni²⁺ φ_восст = -0,25 В

2

2H⁺ + 2ē → Н₂ φ_ок = -0,059 B

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = -2 ∙ 96500 ∙(-0,059 – (-0,25)) = - 36,863 кДж/моль - реакция термодинамически возможна.

ΔG' = - zF([ φ°_ок - η _ок] – [φ°_в + η_в]) = -2 ∙ 96500 ∙([- 0,059 – 0,2] – [-0,25 + 0,51]) = 100,167 кДж/моль - есть кинетические затруднения.

Взаимодействие с разбавленной серной кислотой H₂SO₄:

Ni + Н₂⁺ SO₄^2- (разб.) = Н₂ + NiSO₄

Ni - 2ē → Ni²⁺ φ_восст = -0,25 В

2

2H⁺ + 2ē → Н₂ φ_ок = -0,059 B

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = -2 ∙ 96500 ∙(-0,059 – (-0,25)) = - 36,863 кДж/моль - реакция термодинамически возможна.

ΔG' = - zF([ φ°_ок - η _ок] – [φ°_в + η_в]) = -2 ∙ 96500 ∙([- 0,059 – 0,2] – [-0,25 + 0,51]) = 100,167 кДж/моль - есть кинетические затруднения.

Взаимодействие с концентрированной серной кислотой H₂SO₄ (никель – среднеактивный металл):

3Ni + 4Н₂⁺ SO₄^2- (конц.) = 3NiSO₄ + 4Н₂О + S

Ni - 2ē → Ni²⁺ φ_восст = -0,25 В

6

(S⁶⁺O₄₎^2- + 6ē + 8H⁺ → S° + 4Н₂О φ_ок = + 0,36 В

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = -6 ∙ 96500 ∙ (0,36 – (-0,25)) = - 353,19 кДж/моль - реакция термодинамически возможна.

Взаимодействие с концентрированной азотной кислотой HNO₃:

Ni + 4H⁺NO₃^- (конц.) = Ni(NO₃)₂ + 2Н₂О + 2NO₂

Ni - 2ē → Ni²⁺ φ_восст = -0,25 В

2

(N ⁺⁵O₃)^- + 1 ē + 2H⁺→ NO₂+ Н₂О φ_ок = + 0,78 В

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = -2 ∙ 96500 ∙ (0,78 – (-0,25)) = - 198,79 кДж/моль - реакция термодинамически возможна.

Взаимодействие с разбавленной азотной кислотой HNO₃:

5Ni + 12H⁺NO₃^- (разб.) = 5Ni(NO₃)₂ + 6Н₂О + N₂

Ni - 2ē → Ni²⁺ φ_восст = -0,25 В

10

(N ⁺⁵O₃)^- + 5 ē + 6H⁺ → N°₂ + 3Н₂О φ_ок = +1,24 В

ΔG° = – zF(φ_ок – φ_восст) = -10 ∙ 96500 ∙ (1,24 – (-0,25)) = - 1437,85 кДж/моль - реакция термодинамически возможна.