撰文 / 曲建翹，吳義梅

生活中，我們經常聽到金屬和非金屬這兩個詞，而在元素周期表中，也用不同顔色标示出了金屬元素和非金屬元素，甚至中國人給元素起名字的時候還給金屬元素加了金字旁。作為一種常見的金屬元素，鎳既“古老”又“年輕”，古代的埃及、中國和巴比倫都曾用含鎳隕鐵制造物品，但較為純淨的鎳直到1755年才被制取出來，并被确認為一種元素。

“妖鎳”的由來

鎳是一種銀白色金屬，其熔點是1453℃，沸點是2732℃，純鎳有磁性。鎳排在原子序列的第28位，為第四周期第Ⅷ族元素，前面分别是鐵和钴，後面緊挨着的是銅，所以它在物理化學屬性上和鐵、钴比較相似，同時具有和銅相似的親氧親硫性。

鎳在化學元素周期表中的位置

鎳是地球上含量較高的元素，位居第六，且分布較廣。地球上的鎳主要集中在地核中，其含量約為8.5%。地表和地殼中的鎳多與鐵共生。

盡管人類發現鎳的時間不長，但使用鎳的時間卻可以一直追溯到公元前300年左右。中國最晚于春秋戰國時期就已經出現了含鎳成分的兵器及合金器皿。據考證，在公元前1世紀，中國便已懂得用鎳和銅制成合金——鎳白銅，用以制造墨盒、燭台、盤子等。資料顯示，雲南人發明和生産白銅，不僅在中國，在世界上也是最早的，這為國内外學術界所公認。古代雲南所産的白銅也最有名，稱為“雲白銅”。雖然中國冶煉白銅的曆史很長，但是沒有冶煉出純金屬鎳。1751年，瑞典礦物學家和化學家阿克塞爾墊·弗雷德裡克·克朗斯塔特用紅砷鎳礦表面風化的晶體顆粒與木炭共熱，才制出了鎳，并将它界定為化學元素。1755年，純淨的鎳被制取出來。

鎳的名字“Nickel”帶有迷信色彩，來自于德國礦工傳說中同名的淘氣妖精，這是因為鎳礦看似銅礦，卻無法冶煉出銅來，因此從前被看作是魔鬼搞的惡作劇。

不可或缺的鎳

進入近現代，随着金屬冶煉工藝的發展，鎳被廣泛應用到各個領域。可以說，無論是在國防工業還是民用工業上，鎳都是不可或缺的。鎳的主要用途是生産不鏽鋼，其次是生産合金。

形狀記憶合金的記憶效應(圖片來源/維基百科)

比如，現在世界上的主要鎳消耗國同時也是不鏽鋼生産國，而不鏽鋼的重要性我們也無需多言。SUS-304牌号的不鏽鋼經常被冠以“食品級不鏽鋼”的名号，并為一切民用領域的不鏽鋼産品做廣告形象宣傳：打開購物網站，輸入“不鏽鋼”三字，即可搜出能夠涵蓋生活各個方面、種類繁多的日用品。在不鏽鋼中加入鎳，可以提高其強度和韌性，并改善不鏽鋼的機械加工性能。

随處可見的不鏽鋼産品

在合金中加入鎳，可使不同種類的鎳合金具有不同的性能。比如钛鎳合金具有“記憶”的本領，而且記憶力很強，經過相當長的時間，重複上千萬次都準确無誤。原來，這種合金有一個特性——轉變溫度，在轉變溫度之上，它具有一種組織結構，例如：當一種钛鎳記憶合金在轉變溫度之上時，很堅硬，強度也大，而在轉變溫度以下時，它卻很軟，容易冷加工。結構不同，性能也就不同。這樣，當我們需要它記憶什麼形狀時，就把它做成那種形狀，這就是它的“永久記憶”形狀，在轉變溫度以下，由于它很軟，我們便可以在相當大的程度内使其任意變形。而當需要它恢複到原來形狀時，隻要把它加熱到轉變溫度以上就行了。

鎳與人體健康

鎳是非常常見的緻敏性金屬，約有20%的人對鎳離子過敏，且女性患者的人數要高于男性患者。一旦出現緻敏反應，鎳過敏将無限期持續。金屬鎳和鎳鹽對皮膚的影響主要表現為接觸性皮炎或過敏性濕疹。損害往往從接觸部位開始，嚴重時可蔓延至全身。皮膚先有劇烈的癢感，後呈丘疹、疱疹和紅斑樣，嚴重者可化膿、潰爛，急性期伴有發熱。個别對鎳敏感性高的人，因戴含鎳的皮帶或眼鏡架而發生皮炎，但皮炎患者會在脫離接觸後1~2周自愈。

配飾中含有鎳可能會引起過敏

不僅如此，流行病學調查和動物實驗證明，鎳屬于緻癌物（2B級），它可以引起口腔癌、咽癌、直腸癌和肺癌，而且這些癌症發病率與外界環境中的鎳含量成正比。調查發現，接觸某種鎳化合物的工人肺癌死亡率比正常人高出10倍，鼻窦癌高出900倍，接觸鎳化合物的工人可見染色體畸變率增加。近些年多方面的研究更是表明，鎳化合物是一類活性相當高的遺傳毒物。

以羰基鎳的毒性為例，在常溫下，鎳即刻與一氧化碳發生反應，生成四羰基鎳，加熱後又會分解成金屬鎳和一氧化碳。金屬鎳幾乎沒有急性毒性，但羰基鎳卻能産生很強的毒性。羰基鎳以蒸氣形式迅速由呼吸道吸收，也能由皮膚少量吸收。前者是作業環境中毒物侵入人體的主要途徑。羰基鎳低濃度時，人有不适應感，會出現頭暈、頭疼、步态不穩，有時是惡心、嘔吐、高燒、呼吸困難、胸部疼痛等症狀；接觸高濃度時，會發生急性肺炎，最終出現肺水腫和呼吸道循環衰竭而緻死亡；接觸緻死量時，事故發生後4~11日死亡。因此，避免羰基鎳的形成可有效避免羰基鎳中毒。

本文來自《知識就是力量》雜志，原标題《“妖鎳”的前世今生》，作者曲建翹、吳義梅，有删改，原創作品轉載請注明來源。

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