24 Cr 51.996

Хром

Переходный металл Chromium твёрдое

[Ar] 3d⁵ 4s¹ · 2 · 8 · 13 · 1

← V Ванадий Mn Марганец →

Самый твёрдый из чистых металлов и тот, что делает сталь нержавеющей. Название означает «цвет»: соединения хрома окрашены во все оттенки радуги, и именно хром даёт рубину красный, а изумруду зелёный.

3D-модель

Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.

Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб

Атомные свойства

Атомный номер: 24
Атомная масса: 51.996 а.е.м.
Электронная конфигурация: [Ar] 3d⁵ 4s¹
Электроны по оболочкам: 2 · 8 · 13 · 1
Блок: d-блок
Группа: Подгруппа хрома
Период: 4
Электроотрицательность (Полинг): 1.66
Электроотрицательность (Аллен): 1.65
Атомный радиус: 166 pm
Ковалентный радиус: 139 pm
Ван-дер-ваальсов радиус: 189 pm
1-я энергия ионизации: 652.9 kJ/mol
2-я энергия ионизации: 1 590.6 kJ/mol
3-я энергия ионизации: 2 987 kJ/mol
4-я энергия ионизации: 4 743 kJ/mol
5-я энергия ионизации: 6 702 kJ/mol
Сродство к электрону: 64.3 kJ/mol
Характерные степени окисления: +3, +6
Степени окисления: -4, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5, +6

Физические свойства

Состояние при 25 °C: твёрдое
Плотность: 7.19 g/cm³
Температура плавления: 2 180 K · 1 906.9 °C
Температура кипения: 2 944 K · 2 670.9 °C
Скорость звука: 5 940 m/s

Тепловые свойства

Теплота плавления: 21 kJ/mol
Теплота испарения: 339.5 kJ/mol
Удельная теплоёмкость: 0.449 J/(g·K)
Теплопроводность: 93.9 W/(m·K)

Механические свойства

Модуль Юнга: 279 GPa
Модуль сдвига: 115 GPa
Модуль объёмного сжатия: 160 GPa
Коэффициент Пуассона: 0.21
Твёрдость по Моосу: 8.5
Твёрдость по Бринеллю: 1 120 MPa

Электрические и магнитные свойства

Удельное сопротивление: 125 nΩ·m
Магнитный тип: антиферромагнетик
Точка Кюри: нет данных
Точка Нееля: 311 K
Температура сверхпроводимости: нет данных

Кристаллическая структура

Кристаллическая решётка: объёмноцентрированная кубическая (ОЦК)
Параметры решётки: a = 291 pm

Распространённость

В земной коре: 102 mg/kg
В океане: 0.0003 mg/L
Во Вселенной: 15 000 mg/kg
В теле человека: 0.03 mg/kg

Изотопы

Изотоп	Распространённость	Период полураспада	Тип распада
⁵⁰Cr	4.345 %	стабилен	—
⁵²Cr	83.789 %	стабилен	—
⁵³Cr	9.501 %	стабилен	—
⁵⁴Cr	2.365 %	стабилен	—

Хром-53 в метеоритах — продукт распада марганца-53 и служит хронометром первых миллионов лет Солнечной системы.

Открытие

Год открытия: 1794
Кто открыл: Луи Никола Воклен
Где: Франция
Происхождение названия: от греческого «chroma» — цвет: его соли окрашены во все цвета радуги

История

Луи Воклен выделил хром в 1797–1798 годах из сибирского минерала крокоита, привезённого из окрестностей Екатеринбурга. Яркость его солей и подсказала название.

Где встречается

102 мг/кг коры, практически весь промышленный хром — из хромита FeCr₂O₄. Крупнейшая добыча в ЮАР, Казахстане и Индии.

Как получают

Хромит восстанавливают углеродом до феррохрома для металлургии; чистый хром получают алюминотермией или электролизом.

Роль в живой природе

Трёхвалентный хром считался необходимым для метаболизма глюкозы, но современные исследования эту роль ставят под сомнение; дефицит у человека не описан.

Безопасность

Разница между степенями окисления критична: Cr(III) практически безвреден, а Cr(VI) — сильный канцероген, поражающий лёгкие и почки. Именно шестивалентный хром был предметом дела, легшего в основу фильма «Эрин Брокович».

Применение

Нержавеющая сталь: от 10,5 % хрома металл покрывается самовосстанавливающейся оксидной плёнкой
Гальваническое хромирование для декоративных и износостойких покрытий
Огнеупоры для металлургических печей
Пигменты: хромовая зелень, свинцовый крон, оксид хрома
Дубление кож — большая часть мировой кожи хромового дубления

Любопытные факты

Слово «хром» в названиях браузера, диска и покрытия восходит к греческому «цвет».
Рубин — это оксид алюминия с примесью хрома; тот же хром в берилле даёт изумруд.
Нержавеющая сталь не ржавеет не потому, что хром не окисляется, а потому, что окисляется мгновенно и плотно.
Твёрдость хрома по Моосу 8,5 — выше, чем у закалённой стали.