【元素図鑑】ニッケル Ni【原子番号28】

ニッケルに関する情報をまとめました。

元素図鑑

ニッケルの基本情報

和名	ニッケル
英名	Nickel
語源	ドイツ語「悪魔の銅(Kupfernickel)」
元素記号	Ni
原子番号	28
原子量	58.69
常温（25℃）での状態	固体（金属）
色	灰白色
臭い	ー
密度	8.902 g/cm3（25℃）
融点	1455℃
沸点	2913℃
発見者	クローンステット（スウェーデン）[1751年]
含有鉱物	紅砒ニッケル鉱

ニッケルの主な特徴

• 遷移金属元素で、周期表第10族に属す
• 銀白色で光沢があり、空気中では比較的安定な金属であり、耐食性と延性に優れている
• 常磁性を示し、合金材料・電池・触媒・錯体化学において不可欠な金属
• 微量ながら生体必須元素としても知られている

リチウムの歴史

発見

ニッケルは1751年、スウェーデンの鉱山技師・化学者アクセル・フレドリク・クローナステットによって、鉱石ニッケル鉱（ニコリット）から発見・単離されました。

当初は銅を含む鉱石と誤認されていたため、銅の代用品としての研究が進められました。

名前の由来

「ニッケル（Nickel）」の語源は、ドイツ語の“kupfernickel（悪魔の銅）”に由来します。

この名は「銅を含むと思っていた鉱石から銅が取れなかった」ことへの皮肉に基づいています。

ニッケルの主な用途

ニッケルはその物理的・化学的性質を活かし、さまざまな分野で利用されています：

• 合金材料： ステンレス鋼（Fe-Cr-Ni）、ニクロム線（Ni-Cr）などの耐食・耐熱合金
• 電池： ニッケル水素電池（NiMH）、ニッケルカドミウム電池（NiCd）の正極材
• めっき： 電気ニッケルめっきや無電解めっきによる装飾・耐食保護
• 触媒： 水素化反応（ラネーニッケル）や自動車排ガス浄化触媒
• 化学工業： アクリロニトリルや脂肪酸の合成などに利用

ニッケルの生成方法

ニッケルは主に硫化鉱（ペントランド鉱）や酸化鉱から以下の工程で抽出されます：

• 乾式製錬： 焼成 → 還元 → 精錬の工程で金属ニッケルを得る
• 湿式製錬： 鉱石を酸・アンモニアなどで溶解し、選択的にニッケルを抽出・電解精製
• カーボニル法： ニッケルと一酸化炭素の反応で揮発性Ni(CO)₄を形成し、熱分解により純粋なNiを得る

ニッケルを含む化合物

ニッケルは主に+2の酸化数で安定した化合物を形成し、多くは緑色〜青色の色を示します：

• NiCl₂（塩化ニッケル(II)）： 緑色結晶。錯体合成や電気めっきに使用
• NiSO₄（硫酸ニッケル）： 青緑色塩。ニッケルめっきや乾電池の電解液
• ニッケル錯体： 八面体型錯体が多く、磁性・光学特性に優れる（例：Ni(en)₃²⁺）
• ラネーニッケル： 水素化反応に使われる粉末状触媒。表面積が大きく高活性
• Ni(CO)₄（ニッケルカルボニル）： 揮発性で高毒性。精製工程に利用されるが注意が必要

ニッケルに関わる研究事例

ニッケルは材料科学・触媒化学・環境科学・生体無機化学などの分野で活発に研究されています：

• リチウムイオン電池の高容量化： Ni-rich正極材料（NCA、NCM）の研究が進行中
• ニッケル錯体触媒： クロスカップリング、炭素-ヘテロ原子結合形成への応用
• ラネーニッケルの改良： 反応選択性・耐久性向上に向けた表面修飾研究
• 生体内のニッケル酵素： ニッケラーゼ（ureaseなど）の活性機構やモデル錯体の設計
• ニッケル汚染除去： 水質中のNi²⁺イオンを吸着・沈殿・キレートで除去する研究

参考図書