Никель (Ni): степень окисления, валентность, строение атома
Никель Ni — переходный металл, № 28. Степени окисления: +2, +3; валентность II, III. Электронная формула [Ar]3d⁸4s², электроны по уровням: 2, 8, 16, 2. M = 59 г/моль.
| Что | Значение |
|---|---|
| Степень окисления | +2, +3высшая +3, низшая 0 подробнее |
| Валентность | II, IIIпеременная подробнее |
| Электронная формула | 1s² |
| Строение атома | +28: 28 p⁺, 30 n⁰, 28 e⁻уровни 2, 8, 16, 2 подробнее |
| Молярная масса | 59 г/мольточнее 58,69 подробнее |
| Положение | 4-й период, VIIIБ группа, d-элемент |
| Характеристика | переходный металл подробнее |
| ЭО по Полингу | 1,91 таблица ЭО |
Какая степень окисления у никеля?
Высшая степень окисления никеля — +3, низшая — 0 (в простом веществе). Характерные значения: +2, +3.
Основная степень окисления никеля — +2; соединения никеля(III), например NiO(OH), — окислители, на них работают никелевые аккумуляторы.
| Степень окисления | Примеры соединений |
|---|---|
| +2 | NiO, NiSO4, NiCl2, Ni(OH)2 |
| +3 | Ni2O3, NiO(OH) |
Задание 3 ЕГЭ: степень окисления и валентность
Какая валентность у никеля?
Валентность никеля — II, III (переменная).
| Валентность | Примеры соединений |
|---|---|
| II | NiO, NiSO4 |
| III | Ni2O3 |
Строение атома никеля
Порядковый номер никеля — 28, поэтому заряд ядра +28: в ядре 28 протонов и 30 нейтронов (у самого распространённого изотопа ⁵⁸Ni, массовое число 58).
Вокруг ядра — 28 электронов на четырёх энергетических уровнях: 2, 8, 16, 2. Число уровней равно номеру периода.
Внешний уровень — 4-й, на нём 2 электрона; валентные электроны — 3d⁸4s². Неспаренных электронов в основном состоянии — 2.
Схема: +28 Ni )2 )8 )16 )2
У самого распространённого изотопа ⁵⁸Ni (около 68 % природного никеля) 30 нейтронов. По округлённой атомной массе (59) вышел бы 31 нейтрон: это средняя по изотопам, а изотопа ⁵⁹Ni в природе нет.
Задание 1 ЕГЭ: строение атома
Электронная формула никеля
1s²
Сокращённо, через остов благородного газа: [Ar]3d⁸4s². В порядке заполнения подуровней: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁸.
- Ni²⁺ (26 электронов) [Ar]3d⁸
Характеристика никеля
По плану: положение в таблице → строение атома → свойства → соединения.
Никель — элемент № 28, 4-й период, VIIIБ группа (побочная подгруппа VIII группы), переходный металл.
Электроны по уровням 2, 8, 16, 2; валентные электроны 3d⁸4s², неспаренных два.
Никель стоек к воздуху и воде благодаря оксидной плёнке, медленно растворяется в разбавленных кислотах, а концентрированной азотной кислотой пассивируется.
Соли никеля(II) зелёные, гидроксид Ni(OH)2 — зелёный осадок; никелем покрывают детали (никелирование), он входит в нержавеющую сталь, нихром и монетные сплавы и служит катализатором гидрирования.
Простое вещество — серебристо-белый блестящий металл, ковкий и притягивающийся магнитом; на воздухе не тускнеет.
| Формула | Что это | M, г/моль |
|---|---|---|
| NiSO4 | сульфат никеля — зелёная соль для никелирования | 155 |
| NiO | оксид никеля(II) | 75 |
| Ni(OH)2 | гидроксид никеля(II) — зелёный осадок | 93 |
| NiO(OH) | метагидроксид никеля(III) — в аккумуляторах | 92 |
Молярная масса никеля
M(Ni) = 59 г/моль
Молярная масса элемента численно равна его относительной атомной массе Ar. В расчётах ЕГЭ её берут округлённой до целого: 59 г/моль. Точное значение по IUPAC — 58,69 г/моль.
Вопросы и ответы
Почему никель притягивается магнитом?
Железо, кобальт и никель — ферромагнетики: у их атомов есть неспаренные d-электроны (у никеля два), а в кристалле магнитные моменты соседних атомов выстраиваются параллельно целыми областями — доменами. Во внешнем поле домены поворачиваются, и металл намагничивается.
Зачем никель при гидрировании?
Никель — катализатор присоединения водорода по кратным связям: так из растительных масел получают твёрдые жиры, а из алкенов — алканы. В заданиях ЕГЭ условие «H2, Ni, t°» означает именно гидрирование.
Какого цвета соли никеля?
Зелёного: гидратированный ион [Ni(H2O)6]2+ поглощает красную часть спектра. Гидроксид никеля(II) тоже зелёный, а с избытком аммиака получается сине-фиолетовый раствор комплекса.
Как никель встречается на ЕГЭ?
- Задание 1: строение атомаВнешние электроны никеля — 3d⁸4s², неспаренных в основном состоянии 2: по таким признакам элемент выбирают из ряда.
- Задание 2: периодический законНикель — 4-й период, VIIIБ группа: по положению сравнивают радиус атома, электроотрицательность и металлические свойства с соседями.
- Задание 3: степень окисления и валентностьВысшая степень окисления никеля +3, низшая 0; валентность II, III.
- Задание 4: химическая связьВ простом веществе связь металлическая и решётка металлическая; с активными неметаллами образует ионные соединения.
Соседи никеля в таблице Менделеева
Потренироваться на заданиях
Таблица помогает найти ответ, тренажёр — научиться находить его самому. В кабинете НейроМиши задания ЕГЭ с проверкой и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.
Таблицы по теме
Источники
- ФИПИ: демоверсия, спецификация и кодификатор ЕГЭ 2027 по химии (проект) — задания 1–4: строение атома, периодический закон, степень окисления и валентность, химическая связь
- CIAAW (комиссия IUPAC по изотопам и атомным весам): стандартные атомные веса — атомные и молярные массы
- CIAAW: изотопный состав элементов — самый распространённый изотоп — число нейтронов
- NIST Atomic Spectra Database: основные состояния нейтральных атомов — электронные конфигурации, в том числе исключения с «провалом» электрона