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镍化合物

镍化合物是镍和其它元素形成的化合物。镍在化合物中，最稳定的价态是 2价，此外，还存在 3、 4两种高价态和 1、0、-1、-2四种低价态。镍的配位化合物是多彩的，不同配体能使镍(II)产生不同的颜色，如最常见的[Ni(H2O)6]2 是以水为配体的配离子，它显绿色。

从左至右分别为[Ni(NH
3)
6]2
、[Ni(C2H4(NH2)2)₃]2 、 [NiCl
4]2−
和[Ni(H
2O)
6]2
四种镍(II)的配离子。

无机化合物

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氧化物和氢氧化物

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镍可以形成NiO、Ni2O3等二元氧化物和多元氧化物，后者有时称作镍酸盐（英语：Oxonickelates）。

镍最常见的氢氧化物有Ni(OH)2和NiO(OH)。它们存在于镍镉电池或镍氢电池中。Ni(OH)2可由硝酸镍和氢氧化钾反应得到：[1]

Ni(NO3)2 2 KOH → Ni(OH)2↓ 2 KNO3

硫属化合物

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镍和硫、硒、碲可以形成多种二元化合物。如镍的硫化物有NiS、NiS2、Ni3S4、Ni7S6等数种，其中NiS2具有黄铁矿结构，Ni3S4具有尖晶石结构。镍的三元硫属化物也有很多报道，例如橙黄色的KNi2S2[2]、金色的K2Ni3Se4[3]，以及金绿色带有金属光泽的Rb2Ni3S4[4]等。

镍可以形成两种钋化物：NiPo和NiPo2。[5]

镍最常见的硫属含氧酸盐是硫酸镍（NiSO4），它可以形成黄色的无水物、蓝绿色的六水合物和暗绿色的七水合物。[1]其中，无水物由水合物直接加热脱水得到。四方晶系的六水合物可在30.7°C至53.8°C的水溶液中结晶得到，在此温度之上得到正交晶系的六水合物，在此温度之下得到七水合物。X射线衍射表明，六水合物中存在八面体的[Ni(H2O)6]2 ，并由氢键与SO2−
4相连。[6]碳酸镍和硒酸溶液反应，从溶液中可以结晶出绿色的六水合硒酸镍（NiSeO4·6H2O）。硒酸镍和硫酸镍都是易溶于水的镍盐。[1]

磷属化合物

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叠氮化镍（Ni(N3)2）是镍和氮形成的化合物，易爆。它由碳酸镍和叠氮酸反应得到。它受热分解为金属镍粉和氮气。[7]它可以以二水合物（Ni(N3)2·2H2O）和碱式盐（Ni(OH)N3）的形式存在。[8]氨基镍（Ni(NH2)2）是暗红色固体，分子中含有被12个氨基围绕的Ni6簇。[9]取代胺基镍也是已知的。

四羰基镍（Ni(CO)4）和一氧化氮作用，生成浅蓝色的亚硝基配合物Ni(NO)(NO2)，它是一种易自燃的活泼化合物。[10]

Ni(CO)4 4 NO → Ni(NO)(NO2) N2O 4 CO

硝酸镍（Ni(NO3)2）是镍的硝酸盐，存在无水物和水合物，水合物以墨绿色的六水合物最为常见。硝酸镍易溶于水。硝酸镍溶液和氨反应，生成硝酸六氨合镍（[Ni(NH3)6](NO3)2）[11]，和水合肼反应，生产硝酸三肼合镍（[Ni(N2H4)3](NO3)2）[12]。

镍有多种磷化物，最常见的是Ni2P。由于磷化物的结构，它比硫化镍具有更高的催化活性。Ni2P可用于催化加氢脱硫、加氢脱氮等反应。[13]

镍和三氟化磷在100°C和350 atm下反应，可以得到四(三氟化磷)镍，该化合物中镍原子的氧化态为0。三苯基膦也能和镍形成若干种配合物。[10]镍盐和KPH2反应，可以制得氨基镍的同类物Ni(PH2)2。该化合物可溶于KPH2的液氨溶液，生成配合物K2[Ni(PH2)4]。[10]

磷酸氢二钠和镍盐溶液反应，生成绿色的八水合磷酸镍（Ni3(PO4)2·8H2O），而磷酸铵和镍盐溶液反应，得到的是磷酸镍铵（NH4NiPO4）。[10]

卤化物

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六水合氯化镍

镍(II)的四种卤化物都是已知的，它们都存在无水物和水合物。氟化镍（NiF2）是黄色固体，具有金红石结构，可以形成三水合物NiF2·3H2O。[14]四水合物也是已知的。[15]

氯化镍（NiCl2）是黄色晶体，具有CdCl2结构。它可以形成六水合物（NiCl2·6H2O），在29°C以上结晶，可以得到四水合物（NiCl2·4H2O），在64°C以上结晶，可以形成二水合物（NiCl2·2H2O）。[14]

溴化镍（NiBr2）是黄色晶体，具有CdCl2结构。它可以形成六水合物（NiBr2·6H2O）。[14]在29°C以上结晶，得到三水合物（NiBr2·3H2O）和二水合物（NiBr2·2H2O）。[16]在2°C以下从溶液中结晶，得到九水合物（NiBr2·9H2O）。[14]二溴化六氨合镍(II)（Ni(NH3)6Br2）是蓝色至紫色的晶体，难溶于低温下的液氨中，但可溶于沸腾的液氨中。此外，一氨、二氨和二肼配合物也是已知的。[14]

碘化镍（NiI2）是黑色晶体，具有CdCl2结构。它可以形成绿色的六水合物（NiI2·6H2O）、棕色的二氨合物（NiI2•2NH3）和蓝紫色的六氨合物。[14]

高价镍的卤化物仅已知氟镍化合物。

镍(II)的卤配合物，如四氯合镍酸盐（英语：tetrachloronickelate）（[NiCl
4]2−
）、四溴合镍酸盐（英语：tetrabromonickelate）（[NiBr
4]2−
）和四碘合镍酸盐（英语：tetraiodonickelate）（[NiI
4]2−
）都是已知的。[17]

其它

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镍在饱和二氧化碳的水中电解，可以得到碳酸镍（NiCO3）；它也可由氯化镍和碳酸氢钠反应得到。Ni2MO4（M=Si, Ge, Sn）的盐是已知的，它们可由一氧化镍和相应的二氧化物在高温下反应得到[18][19]。偏锡酸镍（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%乙醇中反应得到。[19]

镍的有机酸盐

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镍可以和有机酸成盐，在大部分的这类化合物中，有机酸的酸根作为配体与镍配位。镍的有机酸盐数量很多，一些已知结构的化合物参见下表：

化学式 名称 分子量 晶系 晶胞参数（Å） ° V Z 密度 颜色 参考文献
a b c β Å3 g/cm3
Ni(HCOO)
2 · 2H2O 		甲酸镍二水合物 单斜 8.60 7.06 9.21 96°50′ 4 [20]
[Ni20{(C5H6O4)20(H2O)8}] • 40H2O 戊二酸镍水合物 立方 16.581 4559 浅绿色 [21]
Ni
9(OH)
2(H
2O)
6(C
4H
5O
2)
8 · 2H2O 		碱式环丙酸镍水合物 正交 14.810 24.246 24.607 8836 4 1.554 亮绿 [22]
Ni5(OH)2(C4H5O2)8 碱式环丙酸镍 正交 19.406 18.466 21.579 90 7733 8 2.172 浅绿 [22]
[Ni3(CF3COO)6(CF3COOH)6](CF3COOH) 三氟乙酸氢镍三氟乙酸合物 三方 13.307 53.13 8148 6 2.205 祖母绿 [23]
[Ni3(CF3COO)6(CF3COOH)2(H2O)4](CF3COOH)2 三氟乙酸氢镍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 祖母绿 [23]
K2[Ni(C6H5O7)(H2O)2]2·4H2O 柠檬酸镍钾四水合物 三斜 6.729 9.100 10.863 α=94.86 β=100.76 γ=103.70 613.5 1 1.942 绿色 [24]
K2[Ni2(C6H5O7)2(H2O)4]·4H2O 四水合[四水(μ-柠檬酸根-k4O:O',O'',O''')合镍(II)酸钾] 717.94 单斜 10.616 13.006 9.0513 93.09 1247.8 2 1.911 绿色 [25]
N(CH3)4[Ni4(C6H4O7)3(OH)(H2O)]·18H2O 碱式柠檬酸镍四甲基铵水合物 三斜 11.84 14.29 20.93 96.16 β=106.36 γ=94.89 3352 1 浅绿色 [24][26]
Na2[Ni(C6H4O7)] • 2H2O 柠檬酸镍钠 绿色 [27]
(NH4)2[Ni(HCit) • 2H2O]2 • 2H2O 柠檬酸镍铵 639.79 三斜 6.407 9.471 9.6904 α=105.064 β=91.99 γ=89.33 567.5 1 1.872 绿色 [28]
(NH4)4[Ni(HCit)2] • 2H2O 二柠檬酸根合镍(II)酸四铵 545.10 单斜 9.361 13.496 9.424 115.476 1074.9 2 1.684 [28]
(NH4)2[Ni(H2O)6][Ti(H2cit)3]2·6H2O 柠檬酸二氢钛六水合镍铵六水合物 1547.43 六方 15.562 7.690 1605.5 1 1.600 浅绿 [29]
[Ni(C5H7O2)2]3 乙酰丙酮镍 256.91 正交 23.23 9.64 15.65 3505 4 1.46 绿色 [30]
Ni[C4O4] • 2H2O 方酸镍 立方 8.068 8.068 8.068 90° 525 1.93 绿色 [31]
Ni[C4O4] • 8H2O 方酸镍八水合物 428.93 单斜 10.288 6.372 12.852 106.98 805.8 2 1.768 绿色 [32]
Ni[C5O5] • 3H2O 环戊烯五酸镍三水合物 正交 绿色 [33]
K2[Ni(C5O5)2(H2O)2] • 4H2O 环戊烯五酸镍钾四水合物 525.11 单斜 8.015 6.660 16.489 90.20 880.1 2 1.982 绿色 [34]
Ni(C5H5COO)2 • 2H2O 苯甲酸镍二水合物 354.98 单斜 6.1341 34.180 6.9793 95.331 1457.0 4 1.618 浅绿 [35]
Ni[C6H4(COO)(COOH)]2 • 6H2O 邻苯二甲酸氢镍六水合物 单斜 16.024 5.574 12.500 113.42 2 1.611 [36]
Ni[C6H4(COO)2] • 4H2O 对苯二甲酸镍四水合物 绿色 [37]
Ni(OH)[C6H4(COO)(COOH)] • H2O 碱式对苯二甲酸镍水合物 绿色 [37]
镍化合物可以用丁二酮肟试剂来检验，水溶液的镍离子可以和丁二酮肟形成桃红色的配合物，这一反应是特征性的，不受其它常见离子干扰。[38]左：丁二酮肟试剂；中：Ni2 溶液；右：含Ni2 和其它多种金属离子的混合溶液

有机化合物

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主条目：有机镍化合物

四羰基镍（Ni(CO)4）是无色易挥发的剧毒液体，可用于金属镍的提纯[39]。它可用于制备含Ni=C双键的卡宾配合物；或与烯丙基卤化物反应，得到π-烯丙基配合物。[40]二茂镍（Ni(C5H5)2）是镍的环戊二烯配合物，为绿色晶体，可由氯化六氨合镍和环戊二烯基钠反应得到：[41]

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

二茂镍可以参与醇（酚）解反应，如与五氟苯酚亚铊反应，生成镍的酚配合物Tl2[Ni(OArF)4]。[42]含取代基的二(镍杂环戊二烯)铁于2020年被合成出来。[43]

参考文献

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引用

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来源

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

参见

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