鎳化合物

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從左至右分別為[Ni(NH
3)
6]2+
、[Ni(C2H4(NH2)2)₃]2+、 [NiCl
4]2−
和[Ni(H
2O)
6]2+
四種鎳(II)的配離子。

鎳化合物是鎳和其它元素形成的化合物。鎳在化合物中，最穩定的價態是+2價，此外，還存在+3、+4兩種高價態和+1、0、-1、-2四種低價態。鎳的配位化合物是多彩的，不同配體能使鎳(II)產生不同的顏色，如最常見的[Ni(H2O)6]2+是以水為配體的配離子，它顯綠色。

無機化合物[編輯]

氧化物和氫氧化物[編輯]

鎳可以形成NiO、Ni2O3等二元氧化物和多元氧化物，後者有時稱作鎳酸鹽（英語：Oxonickelates）。

鎳最常見的氫氧化物有Ni(OH)2和NiO(OH)。它們存在於鎳鎘電池或鎳氫電池中。Ni(OH)2可由硝酸鎳和氫氧化鉀反應得到：[1]

Ni(NO3)2 + 2 KOH → Ni(OH)2↓ + 2 KNO3

硫屬化合物[編輯]

鎳和硫、硒、碲可以形成多種二元化合物。如鎳的硫化物有NiS、NiS2、Ni3S4、Ni7S6等數種，其中NiS2具有黃鐵礦結構，Ni3S4具有尖晶石結構。鎳的三元硫屬化物也有很多報道，例如橙黃色的KNi2S2[2]、金色的K2Ni3Se4[3]，以及金綠色帶有金屬光澤的Rb2Ni3S4[4]等。

鎳可以形成兩種釙化物：NiPo和NiPo2。[5]

鎳最常見的硫屬含氧酸鹽是硫酸鎳（NiSO4），它可以形成黃色的無水物、藍綠色的六水合物和暗綠色的七水合物。[1]其中，無水物由水合物直接加熱脫水得到。四方晶系的六水合物可在30.7°C至53.8°C的水溶液中結晶得到，在此溫度之上得到正交晶系的六水合物，在此溫度之下得到七水合物。X射線繞射表明，六水合物中存在八面體的[Ni(H2O)6]2+，並由氫鍵與SO2−
4相連。[6]碳酸鎳和硒酸溶液反應，從溶液中可以結晶出綠色的六水合硒酸鎳（NiSeO4·6H2O）。硒酸鎳和硫酸鎳都是易溶於水的鎳鹽。[1]

磷屬化合物[編輯]

疊氮化鎳（Ni(N3)2）是鎳和氮形成的化合物，易爆。它由碳酸鎳和疊氮酸反應得到。它受熱分解為金屬鎳粉和氮氣。[7]它可以以二水合物（Ni(N3)2·2H2O）和鹼式鹽（Ni(OH)N3）的形式存在。[8]氨基鎳（Ni(NH2)2）是暗紅色固體，分子中含有被12個氨基圍繞的Ni6簇。[9]取代胺基鎳也是已知的。

四羰基鎳（Ni(CO)4）和一氧化氮作用，生成淺藍色的亞硝基配合物Ni(NO)(NO2)，它是一種易自燃的活潑化合物。[10]

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

硝酸鎳（Ni(NO3)2）是鎳的硝酸鹽，存在無水物和水合物，水合物以墨綠色的六水合物最為常見。硝酸鎳易溶於水。硝酸鎳溶液和氨反應，生成硝酸六氨合鎳（[Ni(NH3)6](NO3)2）[11]，和水合肼反應，生產硝酸三肼合鎳（[Ni(N2H4)3](NO3)2）[12]。

鎳有多種磷化物，最常見的是Ni2P。由於磷化物的結構，它比硫化鎳具有更高的催化活性。Ni2P可用於催化加氫脫硫、加氫脫氮等反應。[13]

鎳和三氟化磷在100°C和350 atm下反應，可以得到四(三氟化磷)鎳，該化合物中鎳原子的氧化態為0。三苯基膦也能和鎳形成若干種配合物。[10]鎳鹽和KPH2反應，可以製得氨基鎳的同類物Ni(PH2)2。該化合物可溶於KPH2的液氨溶液，生成配合物K2[Ni(PH2)4]。[10]

磷酸氫二鈉和鎳鹽溶液反應，生成綠色的八水合磷酸鎳（Ni3(PO4)2·8H2O），而磷酸銨和鎳鹽溶液反應，得到的是磷酸鎳銨（NH4NiPO4）。[10]

鹵化物[編輯]

六水合氯化鎳

鎳(II)的四種鹵化物都是已知的，它們都存在無水物和水合物。氟化鎳（NiF2）是黃色固體，具有金紅石結構，可以形成三水合物NiF2·3H2O。[14]四水合物也是已知的。[15]

氯化鎳（NiCl2）是黃色晶體，具有CdCl2結構。它可以形成六水合物（NiCl2·6H2O），在29°C以上結晶，可以得到四水合物（NiCl2·4H2O），在64°C以上結晶，可以形成二水合物（NiCl2·2H2O）。[14]

溴化鎳（NiBr2）是黃色晶體，具有CdCl2結構。它可以形成六水合物（NiBr2·6H2O）。[14]在29°C以上結晶，得到三水合物（NiBr2·3H2O）和二水合物（NiBr2·2H2O）。[16]在2°C以下從溶液中結晶，得到九水合物（NiBr2·9H2O）。[14]二溴化六氨合鎳(II)（Ni(NH3)6Br2）是藍色至紫色的晶體，難溶於低溫下的液氨中，但可溶於沸騰的液氨中。此外，一氨、二氨和二肼配合物也是已知的。[14]

碘化鎳（NiI2）是黑色晶體，具有CdCl2結構。它可以形成綠色的六水合物（NiI2·6H2O）、棕色的二氨合物（NiI2•2NH3）和藍紫色的六氨合物。[14]

高價鎳的鹵化物僅已知氟鎳化合物。

鎳(II)的鹵配合物，如四氯合鎳酸鹽（英語：tetrachloronickelate）（[NiCl
4]2−
）、四溴合鎳酸鹽（英語：tetrabromonickelate）（[NiBr
4]2−
）和四碘合鎳酸鹽（英語：tetraiodonickelate）（[NiI
4]2−
）都是已知的。[17]

其它[編輯]

鎳在飽和二氧化碳的水中電解，可以得到碳酸鎳（NiCO3）；它也可由氯化鎳和碳酸氫鈉反應得到。Ni2MO4（M=Si, Ge, Sn）的鹽是已知的，它們可由一氧化鎳和相應的二氧化物在高溫下反應得到[18][19]。偏錫酸鎳（NiSnO3）可由其二水合物在127 °C分解得到。[19]Ni[Pb(OH)6]由Na2[Pb(OH)6]和Ni(NO3)2在85%乙醇中反應得到。[19]

鎳的有機酸鹽[編輯]

鎳可以和有機酸成鹽，在大部分的這類化合物中，有機酸的酸根作為配體與鎳配位。鎳的有機酸鹽數量很多，一些已知結構的化合物參見下表：

化學式 名稱 分子量 晶系 晶胞參數（Å） ° V Z 密度 顏色 參考文獻
a b c β Å3 g/cm3
Ni(HCOO)
2 · 2H2O 		甲酸鎳二水合物 單斜 8.60 7.06 9.21 96°50′ 4 [20]
[Ni20{(C5H6O4)20(H2O)8}] • 40H2O 戊二酸鎳水合物 立方 16.581 4559 淺綠色 [21]
Ni
9(OH)
2(H
2O)
6(C
4H
5O
2)
8 · 2H2O 		鹼式環丙酸鎳水合物 正交 14.810 24.246 24.607 8836 4 1.554 亮綠 [22]
Ni5(OH)2(C4H5O2)8 鹼式環丙酸鎳 正交 19.406 18.466 21.579 90 7733 8 2.172 淺綠 [22]
[Ni3(CF3COO)6(CF3COOH)6](CF3COOH) 三氟乙酸氫鎳三氟乙酸合物 三方 13.307 53.13 8148 6 2.205 祖母綠 [23]
[Ni3(CF3COO)6(CF3COOH)2(H2O)4](CF3COOH)2 三氟乙酸氫鎳三氟乙酸合物水合物 三斜 9.12 10.379 12.109 α=84.59° β=72.20° γ=82.80° 1080.9 1 2.124 祖母綠 [23]
K2[Ni(C6H5O7)(H2O)2]2·4H2O 檸檬酸鎳鉀四水合物 三斜 6.729 9.100 10.594 α=94.86 β=100.76 γ=103.70 613.5 1 1.942 綠色 [24]
K2[Ni2(C6H5O7)2(H2O)4]·4H2O 四水合[四水(μ-檸檬酸根-k4O:O',O'',O''')合鎳(II)酸鉀] 717.94 單斜 10.616 13.006 9.0513 93.09 1247.8 2 1.911 綠色 [25]
N(CH3)4[Ni4(C6H4O7)3(OH)(H2O)]·18H2O 鹼式檸檬酸鎳四甲基銨水合物 三斜 11.84 14.29 20.93 96.16 β=106.36 γ=94.89 3352 1 淺綠色 [24][26]
Na2[Ni(C6H4O7)] • 2H2O 檸檬酸鎳鈉 綠色 [27]
(NH4)2[Ni(HCit) • 2H2O]2 • 2H2O 檸檬酸鎳銨 639.79 三斜 6.407 9.471 9.6904 α=105.064 β=91.99 γ=89.33 567.5 1 1.872 綠色 [28]
(NH4)4[Ni(HCit)2] • 2H2O 二檸檬酸根合鎳(II)酸四銨 545.10 單斜 9.361 13.496 9.424 115.476 1074.9 2 1.684 [28]
(NH4)2[Ni(H2O)6][Ti(H2cit)3]2·6H2O 檸檬酸二氫鈦六水合鎳銨六水合物 1547.43 六方 15.562 7.690 1605.5 1 1.600 淺綠 [29]
[Ni(C5H7O2)2]3 乙酰丙酮鎳 256.91 正交 23.23 9.64 15.65 3505 4 1.46 綠色 [30]
Ni[C4O4] • 2H2O 方酸鎳 立方 8.068 8.068 8.068 90° 525 1.93 綠色 [31]
Ni[C4O4] • 8H2O 方酸鎳八水合物 428.93 單斜 10.288 6.372 12.852 106.98 805.8 2 1.768 綠色 [32]
Ni[C5O5] • 3H2O 環戊烯五酸鎳三水合物 正交 綠色 [33]
K2[Ni(C5O5)2(H2O)2] • 4H2O 環戊烯五酸鎳鉀四水合物 525.11 單斜 8.015 6.660 16.489 90.20 880.1 2 1.982 綠色 [34]
Ni(C5H5COO)2 • 2H2O 苯甲酸鎳二水合物 354.98 單斜 6.1341 34.180 6.9793 95.331 1457.0 4 1.618 淺綠 [35]
Ni[C6H4(COO)(COOH)]2 • 6H2O 鄰苯二甲酸氫鎳六水合物 單斜 16.024 5.574 12.500 113.42 2 1.611 [36]
Ni[C6H4(COO)2] • 4H2O 對苯二甲酸鎳四水合物 綠色 [37]
Ni(OH)[C6H4(COO)(COOH)] • H2O 鹼式對苯二甲酸鎳水合物 綠色 [37]
鎳化合物可以用丁二酮肟試劑來檢驗，水溶液的鎳離子可以和丁二酮肟形成桃紅色的配合物，這一反應是特徵性的，不受其它常見離子干擾。[38]左：丁二酮肟試劑；中：Ni2+溶液；右：含Ni2+和其它多種金屬離子的混合溶液

有機化合物[編輯]

主條目：有機鎳化合物

四羰基鎳（Ni(CO)4）是無色易揮發的劇毒液體，可用於金屬鎳的提純[39]。它可用於製備含Ni=C雙鍵的卡賓配合物；或與烯丙基鹵化物反應，得到π-烯丙基配合物。[40]二茂鎳（Ni(C5H5)2）是鎳的環戊二烯配合物，為綠色晶體，可由氯化六氨合鎳和環戊二烯基鈉反應得到：[41]

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

二茂鎳可以參與醇（酚）解反應，如與五氟苯酚亞鉈反應，生成鎳的酚配合物Tl2[Ni(OArF)4]。[42]含取代基的二(鎳雜環戊二烯)鐵於2020年被合成出來。[43]

參考文獻[編輯]

引用[編輯]

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來源[編輯]

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

參見[編輯]

鎳(0)
鎳(I)
鎳(II)
Ni(py)4Cl2 · NiBr2 · NiCO3 · NiCl2 · NiCrO4 · NiF2 · NiI2 · Ni(NO2)2 · Ni(NO3)2 · Ni(ClO4)2 · NiO · Ni(OH)2 · NiSO4 · NiSO3 · NiS · NixPy · Ni3(PO4)2 · Ni2P2O7
鎳(III)
鎳(IV)

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