Periodensystem:

Das silbrig glänzende Schwermetall lässt sich wie Eisen relativ gut schmieden, zu Blech walzen oder zu Draht ausziehen. Es ist wie Eisen und Cobalt ferromagnetisch, allerdings nicht ganz so gut. Beim Erhitzen über seine Curie-Temperatur von 627 Kelvin (+353,85 °C) verliert Nickel seine ferromagnetischen Eigenschaften. Eisen-Nickel-Legierungen mit einem Anteil von 29% Nickel sind nicht ferromagnetisch, sie eignen sich für Maschinen, die nicht magnetisierbar sein dürfen. Eisen-Nickel-Legierungen mit einem hohen Nickelanteil von bis zu 80% haben eine hohe Permeabilität, sie können daher magnetische Felder hervorragend abschirmen. Fein verteiltes Nickel nimmt bei höheren Temperaturen große Mengen Wasserstoff auf. Durch heißes Nickelblech kann Wasserstoff leicht hindurchgehen.

In seinem chemischen Verhalten ähnelt Nickel dem Cobalt und dem Eisen. In kompakter Form ist es bei Raumtemperatur beständig gegen Luft, Wasser, nichtoxidierende Säuren wie Salzsäure, Laugen und gegen die meisten organischen Stoffe. Verdünnte Salpetersäure greift Nickel unter Wasserstoff- und Nickelnitrat-Bildung an, während bei konzentrierter Salpetersäure Passivierung auftritt, da sich eine dünne Oxidschicht bildet. Fein verteiltes Nickel-Pulver kann pyrophore Eigenschaften besitzen, es entzündet sich dabei von selbst. Ein heißer Nickeldraht verbrennt in reinem Sauerstoff unter Funkensprühen zu Nickel(II)-oxid. Heißes Nickel reagiert auch mit den Halogenen, mit Phosphor, Schwefel, Arsen, Bor und Silicium. Die entstehenden Nickelsalze sind manchmal schwarze, meist aber farbige Verbindungen mit grüner, gelber oder blauer Farbe.

Der Nachweis von Nickel und seinen Salzen erfolgt mit dem Komplexbildner Dimethylglyoxim (Tschugaeffs Reagenz). Dieses bildet mit Ni²⁺-Ionen einen himbeerroten, in Wasser schwer löslichen Komplex. Bei professionellen, chemischen Analysen werden zuvor störende Eisen-Ionen durch Kochen in Wasserstoffperoxid beseitigt. Die Analyse erfolgt in ammoniakalischer Lösung. In der Schule kann man eine 1%ige Dimethylglyoxim-Lösung in 96%igem Alkohol oder in Brennspiritus einsetzen und auf die Vorbehandlung verzichten. Tropft man das Reagenz in eine Nickel(II)-sulfat-Lösung, entsteht der typisch rote Niederschlag. Befeuchtet man ein Wattestäbchen mit dem Reagenz, lässt sich Nickel in Münzen oder in Schmuckstücken nachweisen, wenn diese vorher durch Hautschweiß intensiv benetzt wurden.

Die Bedeutung von Nickel als lebensnotwendiges Spurenelement für den Menschen ist noch nicht eindeutig geklärt. Bei Pflanzen und bestimmten Bakterien wird es bei Enzymreaktionen benötigt. Nickel und seine Verbindungen gelten als stark allergieauslösende Stoffe. Außerdem besteht ein krebserzeugendes Potenzial. Aus diesem Grund darf Nickel nicht in Schmuck (Ohrsteckern, Ohrringen, Ketten, Ringe) eingearbeitet werden. Eine Gefahr besteht vor allem beim Einatmen von Stäuben, aber auch bei der Berührung mit der Haut. Inwieweit die im Alltag weit verbreiteten Legierungen (Münzen, Essbesteck) wirken, ist noch nicht geklärt. Legierungen dürften jedoch allgemein als chemisch stabiler gelten als das reine Metall. Die Zeitdauer des Hautkontakts spielt ebenfalls eine Rolle. Nickel ist das Metall, das am häufigsten eine Kontaktallergie verursacht. Das toxische Potenzial der Nickelverbindungen ist noch größer als beim metallischen Nickel. Nickelverbindungen wie Nickel(III)-oxid oder Nickel(IV)-oxid gelten als besonders gefährlich im Hinblick auf die krebserzeugende Wirkung beim Einatmen der Stäube.

Häufigkeit relativ häufig

Elementar tritt Nickel auf der Erde nur ganz selten in gediegener Form auf, häufiger kommt das Metall aber in Meteoriten vor. Der Awaruit ist eine Eisen-Nickel-Legierung, die man meist als Nugget in Flussseifen findet. Ein bedeutendes Nickelerz ist der Pentlandit. Dieses Erz bildet zusammen mit dem Pyrrhotin ein verwachsenes Mineralien-Aggregat, das als Nickelmagnetkies bezeichnet wird. Zu den Nickelerzen zählt indirekt auch der Skutterudit (CoAs₃), der praktisch immer zusammen mit dem Nickelskutterudit (Ni,Co,Fe)As₃vorkommt. Weitere Nickelerze sind der Nickelin und der Millerit. Bedeutende Nickel-Produzenten sind zum Beispiel die Philippinen, Russland, Kanada, Neukaledonien, Australien, Indonesien, Brasilien, China, Guatemala, Kuba oder Südafrika.

Bereits die Chinesen benutzten vor über 2000 Jahren eine Nickel-Kupfer-Legierung als Gebrauchsmetall. Diese Legierung entspricht dem heutigen „Neusilber“ (Alpaka). Bei den alten Griechen diente das Metall in einer Legierung mit Kupfer als Münzmetall.

Im späten Mittelalter benutzte man Nickelminerale zum Grünfärben von Glas für die Kirchenfenster der Kathedralen. Im 18. Jahrhundert entdeckten sächsische Bergleute im Erzgebirge ein rötliches Erz und glaubten Kupfer gefunden zu haben. Nach dem Erkennen des Irrtums benannten sie das Erz „Kupfernickel“, was so viel bedeutet wie „vom Berggeist Nickel verhextes Kupfer“.

Der schwedische Chemiker und Mineraloge Axel Frederik Cronstedt (1722–1765) untersuchte im Jahr 1751 das Kupfernickel (heute: Rotnickelkies) und entdeckte darin das neue Element, das er aus dem Erz in unreiner Form isolieren konnte. Cronstedt entwickelte die zu dieser Zeit in Schweden aufkommende Untersuchung von Mineralien mit dem Lötrohr auf Kohle weiter, in dem er Reagenzien wie Soda, Borax oder Phosphorsalz zugab. Mit Hilfe der Flussmittel gelang es ihm, die Erze mit der reduzierenden Flamme des Lötrohrs zu Metallperlen zu reduzieren. Cronstedt baute auch ein Taschenlabor im Miniformat zur Untersuchung der Erze und Mineralien. [Lit. 136] Der Rotnickelkies schmilzt vor dem Lötrohr in der reduzierend wirkenden Flamme zu einem glänzenden Nickelkorn. 1754 benannte Cronstedt das neu entdeckte Element mit dem heute gültigen Namen. Die Herstellung des Elements in relativ reiner Form gelang Torbern Olof Bergmann (1735–1784) im Jahr 1775. Bergmann erweiterte die Lötrohrkunst und dehnte sie auf die gesamte Chemie aus. Der Schwede gilt als Mitbegründer der analytischen Chemie.

Das galvanische Vernickeln von Metallen führte Michael Faraday (1791–1867) in London erstmals 1832 durch. Der schwedische Ingenieur Waldemar Jungner (1869–1924) meldete 1899 Patente für den Nickel-Cadmium-Akku und für den Nickel-Eisen-Akku an. Um diese führte der Schwede mit dem Amerikaner Thomas Edison einen langwierigen Patentstreit. Nachdem der Nd-Cd-Akku in den 1990er-Jahren die am meisten verkaufte wieder aufladbare Batterie war, wurde er kurzzeitig durch den Nickel-Metallhydrid-Akku mit seiner etwas höheren Energiedichte verdrängt. Es dauerte aber nur ein paar Jahre, bis der noch leistungsfähigere Lithium-Ionen-Akku den Markt eroberte.

Der österreichische Ingenieur Max Mauermann (1868–1929) stellte 1913 auf der Wiener Adria-Ausstellung einen nicht rostenden Stahl vor: Die Elemente Chrom und Nickel erhöhen die Korrosionsbeständigkeit im Stahl erheblich. Mauermanns Chrom-Nickel-Stahl trat darauf den Siegeszug an. Besteck, Kochgeschirr oder widerstandsfähige Reaktionsbehälter der chemischen Industrie wären heute ohne diesen Stahl undenkbar. Für den Brückenbau wird austenitischer Edelstahl eingesetzt, der mindestens 8 % Nickel enthält.

Der kupferhaltige Pyrrhotin wird zunächst mechanisch aufbereitet und angereichert. Durch das Vorrösten bindet sich ein großer Anteil des vorhandenen Eisenoxids mit der Schlacke. Vorhandenes Eisensulfid kann durch das Einblasen von Sauerstoff oxidiert werden. Durch das Schmelzen mit Natriumsulfid kann man die restlichen Metall-Verbindungen trennen. Dabei sammelt sich Nickelsulfid am Boden. Durch Rösten erhält man Nickeloxid, das dann durch eine Reduktion mit Koks zu unreinem Nickel weiterverarbeitet werden kann. Die Reinigung des Rohnickels erfolgt durch eine elektrolytische Raffination, wobei bäumchenartiges Nickel mit 99,5 Prozent Reinheit entsteht.

Mit dem Carbonylverfahren erhält man noch reineres Nickel. Dabei wird das entstandene Nickeloxid in hohen Türmen bei 400 °C mit einem „Wassergas-Gemisch“ aus Kohlenstoffmonooxid und Wasserstoff reduziert:

Der entstehende Nickelschwamm wird bei 70 °C im Gegenstrom mit Kohlenstoffmonooxid in Kontakt gebracht. Dabei entsteht gasförmiges Nickeltetracarbonyl:

In Kammern, die mit kleinen Nickelkugeln gefüllt sind, zersetzt sich das Zwischenprodukt wieder zu Nickel und Kohlenstoffmonooxid. Dabei scheidet sich reines Nickel mit einem Reinheitsgehalt mit bis zu 99,99 % auf den Kugeln ab.

Der Hauptanteil des Nickels wird zur Stahl-Veredelung eingesetzt. Geringe Nickelzusätze erhöhen im Stahl die Korrosionsbeständigkeit, die Härte und die Zähigkeit. Nickel-Legierungen werden daher auch zur Münzherstellung eingesetzt. Der Innenteil der 1-Euro und 2-Euromünzen besteht aus einer Kupfer-Nickel-Legierung. Die silberfarbenen Rappen und Franken des Schweizer Geldes enthalten eine Legierung mit 25% Nickel und 75% Kupfer. Die Nickel-Legierungen sind trotz der gesundheitlichen Bedenken im Münzgeld ohne Alternative, da sie als relativ fälschungssicher gelten. Nickel wird auch in Legierungen für Küchengefäße und im Besteck (Cromarganstahl) eingesetzt. Der Konstantandraht aus Nickel, Kupfer und Mangan für die Elektronik besitzt einen konstanten Widerstandwert in einem weiten Temperaturbereich. Reines Nickel dient zur Herstellung von Tiegeln, Schalen und Instrumenten im Labor und in der Medizintechnik. Aufgrund der guten Absorptionsfähigkeit von Wasserstoff eignet sich Nickel auch als Katalysator, beispielsweise als Raney-Nickel-Katalysator zum Hydrieren in der organischen Chemie.

Die Legierung Nitinol besteht aus Nickel und Titan. Sie gehört zu den Formgedächtnis-Legierungen. Eine Büroklammer aus dieser Legierung kann verbogen werden. Sie springt beim Erwärmen wieder in ihre ursprüngliche Büroklammerform zurück. Aufgrund dieses Memory-Effekts ergeben sich zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. In der Weltraumtechnik lassen sich diese Materialien beispielsweise zum Öffnen eines Sonnensegels einsetzen. Medizinische Implantate wie Stents zur Förderung der Durchblutung im menschlichen Herz benutzen ebenfalls diese Technologie.