镍元素的发现

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1、镍元素的发现陈心怡 时代背景：十八世纪的欧洲，由分析的方法而得的化学元素共有十五种之多，而瑞典化 学家所发现的新元素，比其他任何国家的都多，诸如马格拉夫、布朗特、克隆斯 塔克和甘氏，都是当时第一流的化学家，无论是学术成就还是人品修养，都值得 后人景仰。瑞典的化学家们何以在当时获得如此大的突破，主要原因一方面在于 瑞典蕴藏着丰富的稀有矿石可供挖掘研究，另一方面则在于大化学家、地质学家 与矿物学家人才辈出，学术界百家争鸣，一片欣欣向荣，所以当磷素被偶然发现 的一百年之内，瑞典的化学家就相继发现了钴、镍、锰三种新元素。本文即将对 其中的镍元素的发现过程及其性质进行一番初探。发现过程：发现镍元素的是瑞

2、典化学家阿克塞尔弗利德利赫克隆斯塔特（A F Cronstedt）,1772 年 12 月 23 日出生于瑞典的瑟德曼兰特城。他的父亲时任陆军 中将，十分重视对克隆斯塔特的教育，而小克隆斯塔特自幼即表现出了对于物理 学和数学领域的不俗天赋。长大之后，克隆斯塔特在矿务局作冶金技师，使得他 能够始终保持和矿物冶炼的直接接触与实践，也正是在此期间，他发现了镍元素。虽然镍元素直到 18 世纪才被发现，但对于含镍的合金白铜的使用，却 可以追溯到早克隆斯塔克前1800 年的西汉（公元前1世纪）。值得骄傲的是，当 时的中国已经掌握了制白铜的方法，并将其制作的器物销于国内外，是世上第一 个知道镍的国家，直到现

3、在，波斯语、阿拉伯语中还把白铜称作为“中国石”。而在德国亦有一种质重而表面呈红棕色的矿石，表面带有绿颜色的斑点，在 当时的制造业中常用作制青色玻璃。此种矿石与钴的矿石一样，使工人们长期受 累，故被采矿工人们称作“尼客尔铜”（Kupfernickel），尼客尔一词意为“骗人的 小鬼”，所以所谓“尼客尔铜”也可以理解为“假铜”或者“魔鬼的铜”。（化学 元素的发现及其命名探源 沙国平 张连英编 成都 西南交通大学出版社 1996 年5 月第一版）而现在，尼客尔铜被人们称作镍的砷化物矿，或红砷镍矿。（1694 年，希尔耐曾发表著作认为尼客尔铜是钴或砷与铜的混合物。而之后的事实则证明了这种说法的错误。此

4、乃镍元素的发现过程中的一段小插曲。）尼客尔铜溶解在酸中呈绿色，与一般铜盐溶液的颜色无异。然而克隆斯塔克 的多次实验却证明尼客尔铜之中并没有铜的成分。一次，他将铁块投进该酸溶液 中，依照他的设想，铁将很快将铜从溶液中置换出来。然而令他意想不到的是， 过了很久仍然没有想象中的现象出现。难道矿石表面的绿色物质不是铜？它会是 一种新物质吗？克隆斯塔克将绿色的物质置于木炭上燃烧，发现该物质变成了黑 色的块渣，再加入三分黑溶剂，即成一种粗金属，表面呈淡黄色，而切面则呈现 出莹白的光彩，其形态由小薄片组成，质硬而脆，微微收到磁石的吸引。将其溶 于硝酸、王水和盐酸中，可以得到绿色的溶液。这些性质显示，这种物质

5、与当时 已经发现的所有金属都不相同，是一种新的金属。克隆斯塔克将这种金属命名为 “镍”，并将他的研究成果发表在了斯德哥尔摩的院刊上。论文发表之后得到了很多当时学者的承认，但法国的萨季和蒙耐却持不同意 见，认为所谓的镍不过是砷、钻、铁和铜的混合物。由此，托伯恩伯格门经各 种复杂的试验后得到了纯度较高的镍，与 1775 年宣布研究成果，认为以上四种 物质的混合物与镍的性质迥异，证实了镍作为新金属的存在的科学性。值得一提的是，克隆斯塔克除了发现了镍之外，还发明了一种矿物分类法， 可以用一支吹管做实验，灵活而不碍身体健康；他还能用一支蜡烛的火焰把吸入 证件的物体烧到灼热。不仅被人们尊为冶金学专家，同时

6、也是矿物学专家。镍元素的性质与应用镍是一种银白色的铁磁性金属，熔点为1452C，沸点2732 C。镍有良好的 抗氧化性，强度和塑性也很好，可承受各种压力加工。目前，镍原料主要来源于 镍的硫化矿，其次是氧化矿。另外，存在于海底的锰结核也将成为提镍的重要资 源。镍大量用来制造各种类型的不锈钢、软磁合金和合金结构钢。 19 世纪，由 于镍的产量有限，被当作是贵重金属，用于打造首饰。 20 世纪以来，人们发现 了镍的多种用途，尤其是在改善钢的性能方面具有独特的功效，现代镍工业才得 以产生并迅速发展。如今，每年用于炼钢的镍占据镍产量的一半左右，另因为价 格原因，有限地应用于造镍丝镍带中。参考书目：1 化学元素的发现及其命名探源 沙国平 张连英编 成都 西南交通大学出 版社1996 年5月第一版2化学元素的发现(美)韦克斯(Weeks M E)著黄素封译；北京商务 印书馆 1965 年