Nickel(II)-bromid, NiBr2, ist das Nickel-Salz der Bromwasserstoffsäure. Es bildet gelbbraune, rhomboedrische, hygroskopische, in Wasser und Ethanol gut lösliche Kristalle, die bei 965 °C sublimieren.
Eigenschaften Das wasserfreie Nickel(II)-bromid ist ein gelbes bis bronzegelbes stark hygroskopisches Salz. Bei Wasserzutritt geht es in das Trihydrat NiBr2 · 3 H2O über. Es existiert auch ein grünes Hexahydrat, das bei 28,5 °C in das Trihydrat übergeht.Georg Brauer (Hrsg.) u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band III, Ferdinand Enke, Stuttgart 1981, ISBN 3-432-87823-0, S. 1688. Das gelbgrüne Trihydrat geht bei 200 °C in das Anhydrat über. Es wird auch die Existenz eines hellgrünen Nona- (Schmelzpunkt −2,5 °C) und eines Octahydrates angenommen. mini|links|Nickel(II)-bromid-Hexahydrat
Sublimierte Produkte von wasserfreiem Nickel(II)-bromid besitzen eine Kristallstruktur vom Cadmiumchlorid Typ mit der (a=3,708, c=18,300 Å), nichtsublimierte Produkte besitzen eine Wechselstruktur des Cadmiumhydroxid- und Cadmiumchlorid-Typs.
Im gasförmigen Zustand liegt Nickel(II)-bromid als monomeres Molekül vor. Bei starker Erhitzung an Luft geht es in Nickel(II)-oxid und Brom über.
Nickel(II)-bromid zeichnet sich durch komplexe, temperaturabhängige magnetische Phasenübergänge sowie ausgeprägte magnetische Effekte von atomaren Monolagen der Verbindung aus. Im makroskopischen Festkörper durchläuft die wasserfreie Verbindung beim Abkühlen drei magnetische Zustände: Bei Raumtemperatur und bis hinab zu etwa 52 K verhält sich die Verbindung paramagnetisch. Unterhalb der Néel-Temperatur von etwa 52 K geht das Material in einen Antiferromagnetismus über. Die Spins ordnen sich innerhalb der Schichten antiparallel an, wobei eine ausgeprägte magnetische Anisotropie in der Ebene vorliegt (sogenanntes Easy-Plane-Verhalten). Bei tieferen Temperaturen unterhalb von 22,8 K bis 23 K ändert sich die Anordnung in eine spiralförmige Helix-Struktur. Durch diese wird gleichzeitig eine elektrische Polarisation induziert, wodurch Nickel(II)-bromid in dieser Phase zu den Typ-II-Multiferroika gezählt wird. In der modernen Festkörperphysik ist Nickel(II)-bromid zudem als zweidimensionales Van-der-Waals-Material von Forschungsinteresse. Bei der Reduktion auf eine atomare Monolage verschieben sich die magnetischen Eigenschaften, wobei eine isolierte Monolage eine nicht-kollineare magnetische Ordnung bis zu einer kritischen Temperatur von etwa 27 K beibehält. Aufgrund der Ausbildung Spin-Spiralen gilt das Material, analog zur strukturell isomorphen Schwesterverbindung Nickel(II)-iodid, als Kandidat für den quantenmechanischen „p-Wellen-Magnetismus“ (p-wave magnetism). Durch Modifikationen wie Dotierung lässt sich die antiferromagnetische Ordnung zudem in eine ferromagnetische Phase überführen, was Nickel(II)-bromid für hochgradig energieeffiziente Anwendungen in der Spintronik nützlich macht.
Darstellung und Gewinnung Nickel(II)-bromid lässt sich durch Einwirkung von Brom auf erhitztes Nickel darstellen.
Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Erhitzen von Nickel(II)-chlorid im Bromwasserstoff-Strom auf 500 °C, durch Erhitzen des Hexahydrates auf 140 °C im Trockenschrank oder durch Umsetzen von Nickel(II)-acetat mit Acetylbromid in Benzol gewonnen werden.
Das Hexahydrat kann dargestellt werden, indem das Anhydrat in Wasser aufgelöst wird, bis zur Kristallisation eingedampft, dann abgekühlt und aus Alkohol umkristallisiert werden. Ebenfalls möglich ist es, dieses aus gefälltem Nickel(II)-carbonat, Nickel(II)-oxid oder Nickel(II)-hydroxid durch Auflösung in wässrigem Bromwasserstoff, anschließendem Eindampfen und aus Alkohol umkristallisieren zu gewinnen.
Durch Dehydration des Hexahydrates über konzentrierter Schwefelsäure bei 5 °C kann das Dihydrat hergestellt werden.
Verwendung Nickel(II)-bromid kann zur Herstellung von Nickelverbindungen (z. B. Bis(triphenylphosphin)-nickel(II)-bromid oder Komplexverbindungen wie Hexaamminnickel(II)-bromid) verwendet werden.
Weblinks Die Kristallstruktur des Nickelbromids und -jodids. (PDF; 487 kB)
University of British Columbia: Nickel bromide as a hydrogen transfer catalyst. (PDF).
Einzelnachweise
Kategorie:Nickelverbindung Kategorie:Bromid Kategorie:Beschränkter Stoff nach REACH-Anhang XVII, Eintrag 27 Kategorie:Beschränkter Stoff nach REACH-Anhang XVII, Eintrag 28 Kategorie:Beschränkter Stoff nach REACH-Anhang XVII, Eintrag 30