趣味知识——镍的化合物竟然如此多彩

趣味知识——镍的化合物竟然如此多彩

在镍化合物中，最稳定的价态为+2。此外还有两种高价态+3和+4，以及四种低价态+1、0、-1和-2。镍配位化合物色彩缤纷，不同的配体可以使镍（II）产生不同的颜色。最常见的镍氧化态为+2，但Ni0、Ni+和Ni3+的化合物都是已知的。此外，还有三种奇特的氧化态Ni2-、Ni1-和Ni4+。

镍(0)

四羰基镍（Ni(CO)4）是由路德维希·蒙德发现的。它在室温下是一种挥发性液体，毒性很强。四羰基镍在加热（180°C）时会分解成镍和一氧化碳。

Ni(CO)4=Ni + 4 CO

蒙德法就是利用上述过程来精炼镍的。络合物双（1,5-环辛二烯）镍的镍氧化态也为0。由于其配体1,5-环辛二烯可以很容易地被取代，因此它是有机镍化学中非常有用的催化剂。

四羰基镍

镍（I）

镍（I）配合物并不常见，一个例子是四面体配合物 NiBr(PPh3)3。这种氧化态通常含有 Ni-Ni 键，例如 K4[Ni2(CN)6]，呈深红色且具有抗磁性。它可以用钠汞合金还原 K2[Ni2(CN)6] 来获得，在水中会发生氧化，释放出氢气。

[Ni2(CN)6]4- 离子的结构

镍(II)

镍（II）与所有常见阴离子形成化合物，即硫化物、硫酸盐、碳酸盐、氢氧化物、羧酸盐和卤化物。通过将镍金属或其氧化物溶解在硫酸中可以大量生产硫酸镍（II）。它以六水合物和七水合物的形式存在，用于镀镍。一些常见的镍盐（如氯化物、硝酸盐和硫酸盐）溶于水形成含有水合金属络合物 [Ni(H2O)6]2+ 的绿色溶液。

四种常见卤素均能与镍形成化合物。这些固体的结构为八面体，镍位于中心。氯化镍（II）是其中最常见的一种，其性质可作为其他镍卤化物的范例。氯化镍（II）可通过将镍金属或其氧化物溶解在盐酸中形成。它通常呈绿色六水合物，化学式为 NiCl2.(H2O)6。溶于水后，形成水合金属络合物 [Ni(H2O)6]2+。NiCl2.(H2O)6 脱水后生成无水黄色 NiCl2。

一些四配位镍（II）配合物（例如双（三苯基膦）氯化镍）具有两种不同的分子几何结构：四面体和平面四方。四面体配合物是顺磁性的，而平面四方配合物是抗磁性的。镍配合物中的这种平面四面体平衡以及八面体结构并不存在于较重的第 10 族金属钯（II）和铂（II）的双电子配合物中，它们基本上只具有平面四方结构。

二茂镍的反键轨道上充满了电子，降低了其结构的稳定性，容易被氧化分解。

从左到右，有四种镍（II）复合离子：[Ni(NH3)6]2+、[Ni(C2H4(NH2)2)]2+、[NiCl4]2− 和 [Ni(H2O)6]2+。

镍(III)和镍(IV)

镍 (III) 和镍 (IV) 在其氧化状态下的唯一简单化合物是氟化物和氧化物，高碘酸离子 [IO6]5- 的形式盐除外。[24] 含镍 (IV) 的混合氧化物和含镍 (III) 的镍 (III) 氧化物可用作各种电池的阴极，包括镍镉、镍铁、镍氢（使用氢气）和镍金属氢化物（使用金属氢化物）。一些制造商还将镍氧化物用作锂离子电池的阴极。σ-供体配体（如硫醇和膦）可用于稳定镍 (III)。

硫酸镍水合物晶体