நிக்கல்

நிக்கல் ஒரு தனிமம் ஆகும். இது ஓர் உலோகம். இதன் குறியீடு Ni. அணு எண் 28. இது மிகவும் அரிய தனிமம். ஏனெனில் பூமியின் மேலோட்டுப் பகுதியில் இது 0.008 % செழுமையுடன் காணப்படுகின்றது. அதாவது பூமியின் மேற்பரப்பில் 1015 டன் நிக்கல் உள்ளது எனலாம். ஆஸ்திரேலியாவும் நியூ கலிடோனியாவும் நிக்கல் வளமிக்க நாடாகவுள்ளன.உலக அளவில் 45% நிக்கல் இங்கிருந்தே பெறப்படுகிறது.^[3]

நிக்கல்
28Ni
- ↑ Ni ↓ Pd தனிம அட்டவணை கோபால்ட் ← நிக்கல் → செப்பு
தோற்றம்
lustrous, metallic, and silver with a gold tinge
பொதுப் பண்புகள்
பெயர், குறியீடு, எண்	நிக்கல், Ni, 28
உச்சரிப்பு	/ˈnɪkəl/ NIK-əl
தனிம வகை	தாண்டல் உலோகங்கள்
நெடுங்குழு, கிடை வரிசை, குழு	10, 4, d
நியம அணு நிறை (அணுத்திணிவு)	58.6934(4)(2)
இலத்திரன் அமைப்பு	[Ar] 4s2 3d8 or [Ar] 4s1 3d9 (see text) 2, 8, 16, 2 or 2, 8, 17, 1 Electron shells of Nickel (2, 8, 16, 2 or 2, 8, 17, 1)
வரலாறு
கண்டுபிடிப்பு	அக்சல் பிரெட்ரிக் கிரான்ஸ்டெட் (1751)
முதற்தடவையாகத் தனிமைப்படுத்தியவர்	அக்சல் பிரெட்ரிக் கிரான்ஸ்டெட் (1751)
இயற்பியற் பண்புகள்
நிலை	திண்மம் (இயற்பியல்)
அடர்த்தி (அ.வெ.நிக்கு அருகில்)	8.908 g·cm−3
திரவத்தின் அடர்த்தி உ.நி.யில்	7.81 g·cm−3
உருகுநிலை	1728 K, 1455 °C, 2651 °F
கொதிநிலை	3186 K, 2913 °C, 5275 °F
உருகலின் வெப்ப ஆற்றல்	17.48 கி.யூல்·மோல்−1
வளிமமாக்கலின் வெப்ப ஆற்றல்	377.5 கி.யூல்·மோல்−1
வெப்பக் கொண்மை	26.07 யூல்.மோல்−1·K−1
ஆவி அழுத்தம்
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 1783 1950 2154 2410 2741 3184
அணுப் பண்புகள்
ஒக்சியேற்ற நிலைகள்	4[1], 3, 2, 1[2], -1 (கொஞ்சம் கார ஆக்சைடு)
மின்னெதிர்த்தன்மை	1.91 (பாலிங் அளவையில்)
மின்மமாக்கும் ஆற்றல் (மேலும்)	1வது: 737.1 kJ·mol−1
	2வது: 1753.0 kJ·mol−1
	3வது: 3395 kJ·mol−1
அணு ஆரம்	124 பிமீ
பங்கீட்டு ஆரை	124±4 pm
வான்டர் வாலின் ஆரை	163 பிமீ
பிற பண்புகள்
படிக அமைப்பு	face-centered cubic
காந்த சீரமைவு	ferromagnetic
மின்கடத்துதிறன்	(20 °C) 69.3 nΩ·m
வெப்ப கடத்துத் திறன்	90.9 W·m−1·K−1
வெப்ப விரிவு	(25 °C) 13.4 µm·m−1·K−1
ஒலியின் வேகம் (மெல்லிய கம்பி)	(அ.வெ.) 4900 மீ.செ−1
யங் தகைமை	200 GPa
நழுவு தகைமை	76 GPa
பரும தகைமை	180 GPa
பாய்சான் விகிதம்	0.31
மோவின் கெட்டிமை (Mohs hardness)	4.0
விக்கெர் கெட்டிமை	638 MPa
பிரிநெல் கெட்டிமை	700 MPa
CAS எண்	7440-02-0
மிக உறுதியான ஓரிடத்தான்கள் (சமதானிகள்)
முதன்மைக் கட்டுரை: நிக்கல் இன் ஓரிடத்தான்
iso NA அரைவாழ்வு DM DE (MeV) DP 58Ni 68.077% >7×1020 y (β+β+) 1.9258 58Fe 59Ni trace 7.6×104 y ε - 59Co 60Ni 26.223% Ni ஆனது 32 நொதுமிகளுடன் நிலைப்பெற்றுள்ளது 61Ni 1.14% Ni ஆனது 33 நொதுமிகளுடன் நிலைப்பெற்றுள்ளது 62Ni 3.634% Ni ஆனது 34 நொதுமிகளுடன் நிலைப்பெற்றுள்ளது 63Ni செயற்கை 100.1 y β− 0.0669 63Cu 64Ni 0.926% Ni ஆனது 36 நொதுமிகளுடன் நிலைப்பெற்றுள்ளது
பார் உரை தொகு ·சா

நிக்கல்

பூமியின் உள்ளகத்திலும், பூமி போன்ற வேறு பல கோள்களின் உள்ளகத்திலும் நிக்கல் பதிவு அதிகமாக இருக்கவேண்டும் என விண் இயற்பியலார் தெரிவித்துள்ளனர்.^[4] பூமியில் 1200 கிமீ ஆரம் கொண்ட கோள வடிவ உள்ளகத்தில் 4000 °C வெப்பநிலையில் திண்மநிலை இரும்பும் நிக்கலும் உள்ளன.^[5] உயரழுத்தத்தினால் அவை உருகுவதில்லை. இதை அடுத்த பகுதி 2300 கிமீ தடிமனானது. உள்ளகத்திலிருந்து கடத்தப் பட்டு வரும் வெப்பத்தினால் இப்பகுதியில் உருகிய நிலையில் இரும்பும் நிக்கலும் உள்ளன.^[6] சலன மண்டலத்தில் உருகிய இரும்பும் நிக்கலும் ஆழ்கடல் நீரோட்டம் போலப் பாய்ந்தோடிக்கொண்டே இருக்கின்றன. பூமி ஒரு காந்தப் புலத்தைப் பெற்றிருப்பதும் மிதவலான கண்டங்கள் மெள்ள இடம்பெயர்வதும் இதனால்தான். புவி காந்தப் புலம் மிகவும் வலிமை குன்றியது என்றாலும் இப்புலம் பூமியைச் சுற்றி நெடுந்தொலைவு வரை விரிந்து செயல்படுகின்றது. சூரிய மின்ம(Plasma) வீச்சின் போது பூமியை நோக்கி வரும் தீங்கிழைக்க வல்ல ஆற்றல் மிக்க மின்னூட்டத் துகள்களை விலக்கி வேறு திசையில் செல்லுமாறு இப்புலம் செய்து விடுகின்றது. துருவங்களில் ஊடுருவ அனுமதித்து துருவ ஒளியைத் தோற்றுவிக்கிறது. அண்டக் கதிர்களை(Cosmic rays) விலக்கி உயிரினங்களைக் காக்கும் புவி காந்தப்புலத்திற்குக் காரணமாக இருப்பது பூமியில் உள்ள உருகிய குழம்பாக இருக்கும் இரும்பும் நிக்கலும் ஆகும்.

வரலாறு

நிக்கல்தாது முதலில் வெள்ளியின் தாது எனத் தவறாகப் புரிந்துகொள்ளப்பட்டது.^[7] நிக்கலுக்கான ஒரு தாதுப் பொருள் கிடைத்ததும் அதிலிருந்து நிக்கலைப் பிரித்தெடுக்கத் தெரியாத தொடக்க காலத்தில் அதைச் செம்பின் தாது என்று நினைத்து அதைக் கூப்பர் நிக்கல் எனப் பெயரிட்டனர்.^[8] நிக்கல் என்பது ஜெர்மன் மொழியில் சனியைக் குறிக்கும் சொல்லாகும். கூப்பர் நிக்கல் என்பது சனியின் செம்பு எனலாம். பிரித்தெடுப்பதில் வெற்றி பெற முடியாததால் ,அது 'நிக் ' என்ற பேயின் வேலை என்று கருதியதால் அதுவே நிக்கலுக்கு மூலமானது.^{[9][10][11][12]} 1751-ல் சுவீடன் நாட்டுக் கனிம வேதியியலாரான பிரெடரிக் குரோன்ஸ்டெட் என்பார் நிக்கலைப் பிரித்தெடுப்பதில் வெற்றி கண்டார்.^[13] இன்றைக்கு கூப்பர் நிக்கல் என்பது நிக்கல் ஆர்சினைடு என்று கண்டு பிடித்துள்ளனர்.

பண்புகள்

நிக்கல் வெள்ளி போன்ற பளபளப்பான ஒரு வெண்ணிற உலோகம் ஆகும். இது உலோக கலவைகளில் உபயோகிக்க படுகிறது. இது காந்தத்தால் ஈர்க்கப்படும்.^[14][15] இதன் வேதிக் குறியீடு Ni ஆகும். இதன் அணு வெண் 28 அணு நிறை 58.71; அடர்த்தி 8900 கிகி/கமீ; உருகு நிலை 1726 K; கொதி நிலை 3073 K ஆகும். நிக்கல் வெள்ளி போன்று பளபளப்பான உலோகம். இது முக்கியமாகக் கந்தகத்துடன் கலந்து கூட்டுப் பொருள் வடிவில் மில்லரைட் (Millerite)என்ற தாதுவாகக் கிடைக்கின்றது.^[16]

பயன்கள்

உலக நிக்கல் உற்பத்தியில் 46 விழுக்காடு நிக்கலிரும்பு செய்யவும், 34 விழுக்காடு சிறப்பு கலப்பு உலோகங்கள் மற்றும் இரும்பற்ற கலப்பு உலோகங்கள் செய்யவும், 14 விழுக்காடு மின்பொருட்கள் செய்யவும் 6 விழுக்காடு மற்றவற்றுக்காகவும் பயன்படுகிறது.^[3][17]

இரும்புடன் 18 விழுக்காடு குரோமியம் 8 விழுக்காடு நிக்கல் சேர்ந்த அரிக்கப்படாத மற்றும் கறை படாத எஃகை உற்பத்தி செய்து இராணுவக் கவசஉடை, டாங்கிகள், பீரங்கிகள், போர்க் கப்பல்கள் போன்றவற்றைத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தினார்கள். நாணயங்கள் செய்ய, வெள்ளி போன்றது என்று பொருள் படும் அர்ஜென்டைன் என்ற நிக்கல் கலப்பு உலோகமும், புதிய வெள்ளி என்று பொருள் படும் நூசில்வர் என்ற நிக்கல் கலப்பு உலோகமும் பயன் தருகின்றன.60-70விழுக்காடு நிக்கலும்,25-35விழுக்காடு செம்பு, இரும்பு, மாங்கனீஸ், சிலிகான், கார்பன் ஆகியவையும் கலந்த மோனல் என்ற கலப்பு உலோகம் கடினத் தன்மையும், அமில அரிப்புக்கு எதிர்ப்புக் காட்டும் தன்மையும் கொண்டது. இது வேதியியல் பொருள் உற்பத்தி ஆலைகளிலும், கப்பல் சார்ந்த கட்டுமானங்களிலும் பயன் தருகிறது. தூய நிக்கலே அரிப்புக்கு எதிர்ப்புத் தரும். அதனால் ஆக்சிஜனேற்றம் அடையும் உலோகங்களின் பரப்பைக் காக்க அதனுடன் சிரிதளவு நிக்கலைச் சேர்ப்பர். நிக்கல் முலாம் பூச்சும் இதற்குப் பயனுள்ளது.

சிறப்புப் பயன்பாட்டிற்கென நிக்கல் பல கலப்பு உலோகங்களைத் தந்துள்ளது. நிக்கல்-குரோமியக் கலப்பு உலோகம் நிக்ரோம் எனப்படும். இதன் மின் தடையெண் டங்க்ஸ்டனை விடக் குறைவு. குறைந்த உருகு நிலை கொண்டது என்பதால் மின்னிழை விளக்குகளில் இது அதிகம் பயன்படுவதில்லை.^[18] எனினும் மின்னடுப்பு, மின்னுலைகளுக்கு நிக்ரோம் உகந்தது.

இன்வார் எனப்படும் கலப்பு உலோகததில் நிக்கல், இரும்பு கார்பன் முறையே 63.8%, 36 %, 0.2 % ஆக உள்ளன. இதன் வெப்ப விரிவாக்கம் மிகவும் குறைவு என்பதால் ஈடு செய்யப்பட்ட ஊசல்களில் இது பயன்படுகிறது. எலின்வரில் நிக்கல், குரோமியம் 36:12 என்ற விகிதத்தில் எஃகுடன் கலந்துள்ளன. இதன் மீள் திறன் வெப்பநிலை மாற்றத்தால் பாதிக்கப்படுவதில்லை என்பதால் கைக் கடிகாரங்களுக்குத் தேவையான நுண்ணிய மயிரிழைச் சுருள் வில்கள் செய்யப்படுகின்றன. மிசிமா (Mishima), அல்நிகோ (Alnico), அல்நி (Alni)போன்ற கலப்பு உலோகங்கள் உயரளவு காந்தப் பண்பைக் கொண்டுள்ளன. இவை நிலைக் காந்தங்கள், மின் மாற்றிகளின் உள்ளகம், தொலைபேசியின் அதிர்வுத் தகடு, சோக்கு போன்றவைகளில் பயன்படுகின்றன.^[19] மின் காந்தங்களுக்கு உகந்த பொருளாக பெர்மலாய் (Permalloy)(இரும்பு: நிக்கல் = 22:78) என்ற கலப்பு உலோகம் பயன்படுகின்றது. இதன் காந்த உட்புகு திறன் மிகவும் அதிகம். இதை ஒரு மெல்லிய புற காந்தப் புலத்தைக் கொண்டே காந்தமாக்கம் செய்யவும், காந்த நீக்கம் செய்யவும் முடியும். நிகோசி(nicosi) என்ற கலப்பு உலோகம் (நிக்கல்:கோபால்ட்:சிலிகான்=94:4:2) ஆற்றல் மிக்க கேளா ஒலி மூலங்களை(Ultrasonic source) உருவாக்கப் பயன்படுகின்றது.

நிக்கலும் டைட்டானியமும் சேர்ந்து நிட்டினால் என்ற வடிவம் மறவா உலோகத்தை தருகின்றன. இதன் பயன்பாட்டின் காரணமாக பல துறைகளிலும் புதிய தொழில் நுட்பத்தைத் தந்து பல புதுமைகளை விளைவித்து வருகிறது.

ஹைட்ரஜனூட்டம் செய்து எண்ணெய்ப் பொருட்களைக் கெட்டிப் படுத்தும் வழிமுறையில் நிக்கல் ஒரு வினையூக்கியாகச் செயல்படுகின்றது. நிக்கல் இரு வகையான மின் சேமக்கலன்களில் பயன் தருகிறது. நிக்கல்-இரும்பு மின்சேமக்கலம் 1.35 வோல்ட் மின்னழுத்தமும், நிக்கல்-காட்மியம் மின்சேமக்கலம் 1.5 வோல்ட் மின்னழுத்தமும் தருகின்றன. நிக்கல்-காட்மியம் செல்களைக் கசிவின்றி முத்திரையிட முடிவதால் இவை கணக்கிடும் கருவிகள், மின்னணுச் சாதனங்கள், கைகடிகாரங்கள் போன்றவற்றில் பயன்படுகின்றன.

நிக்கல் நுகர்ப்பொருள் உற்பத்தி ஆலைகளில் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் பயன்படுகிறது. துருப்பிடிக்காத இரும்பு, அல்நிக்கோ காந்தம், நாணயங்கள், மென்சேமிப்புக் கலன்கள், நரம்பிசைக்கருவிகளின் (மின் கிதார்)கம்பிகள் ஆகியவை செய்ய நிக்கல் பேரளவில் பயன்தருகிறது.