Chrom (Cr)
Chrom (Cr, łac. Chromium) to pierwiastek o liczbie atomowej 24, leżący w 4 okresie układu okresowego i 6 grupie. Należy do kategorii: Metale przejściowe.
Chrom w układzie okresowym
Pierwiastek leży w czwartym okresie, czyli w czwartym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 4 powłokach. Znajduje się w 6 grupie (blok d — pierwiastek przejściowy, zapełniana jest podpowłoka d). W tej samej grupie stoją: Molibden, Wolfram, Seaborg — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Chrom jest ciałem stałym (topnieje w 1907 °C, wrze w 2671 °C).
Dane pierwiastka Chrom
| Symbol chemiczny | Cr |
|---|---|
| Liczba atomowa (Z) | 24 |
| Masa atomowa | 51,996 u |
| Liczba masowa | 52 |
| Grupa | 6 |
| Okres | 4 |
| Blok | d |
| Kategoria | Metale przejściowe |
| Konfiguracja elektronowa | [Ar] 3d⁵ 4s¹ |
| Wartościowość | II, III, VI |
| Stopnie utlenienia | +2, +3, +6 |
| Elektroujemność (Pauling) | 1,66 |
| Energia jonizacji | 6,767 eV |
| Temperatura topnienia | 1907 °C |
| Temperatura wrzenia | 2671 °C |
| Gęstość | 7,15 g/cm³ |
| Promień atomowy | 140 pm |
| Zawartość w skorupie ziemskiej | 102 mg/kg |
| Nazwa łacińska | Chromium |
| Rok odkrycia | 1797 |
| Odkrywca | Louis-Nicolas Vauquelin |
Chrom — co to za pierwiastek
Lustrzana warstwa na klamkach i to, co czyni stal nierdzewną nierdzewną.
Właściwości pierwiastka Chrom
Chrom to srebrzystoszary metal o niebieskawym połysku i gęstości 7,15 g/cm³, najtwardszy spośród czystych metali — daje się nim rysować szkło. Jest bardzo trudno topliwy: topnieje dopiero w 1907 °C, a wrze w 2671 °C. Choć chemicznie jest aktywny, w powietrzu natychmiast pokrywa się bardzo cienką warstwą tlenku, która go pasywuje i utrzymuje połysk. Roztwarza się w rozcieńczonym kwasie solnym i siarkowym(VI), natomiast stężony kwas azotowy(V) go pasywuje. Chrom występuje na stopniach utlenienia +2, +3 i +6, a każdy z nich daje inne barwy związków — to jeden z najbardziej kolorowych pierwiastków w laboratorium. Związki chromu na szóstym stopniu utlenienia są rakotwórcze i wymagają szczególnej ostrożności. W stanie czystym bywa kruchy, a plastyczność zyskuje dopiero po usunięciu domieszek. Sproszkowany łączy się z tlenem dopiero po silnym ogrzaniu.
Zastosowanie pierwiastka Chrom
Największa część chromu idzie do produkcji stali nierdzewnej. Dodatek kilkunastu procent chromu sprawia, że stal pokrywa się niewidzialną warstwą tlenku i nie rdzewieje — stąd zlewy, sztućce, garnki, blaty w kuchniach przemysłowych, narzędzia chirurgiczne i rury w zakładach chemicznych. Drugie duże zastosowanie to chromowanie: cienka powłoka nakładana galwanicznie na klamki, zderzaki, krany i armaturę daje lustrzany połysk i odporność na zarysowania. Chromowanie twarde, grubsze i matowe, chroni tłoki, wały i formy przed ścieraniem. Chrom wchodzi też w skład stopów żaroodpornych z niklem, z których robi się druty grzejne w czajnikach, tosterach i suszarkach, oraz stali narzędziowej na wiertła i noże. Sole chromu(III) od dawna służą do garbowania skór, a związki chromu dają trwałe pigmenty: zieleń chromową w farbach i żółcienie stosowane dawniej do malowania znaków drogowych. Chromit, ruda chromu, jest ponadto surowcem materiałów ogniotrwałych wykładających wnętrza pieców hutniczych. Chrom stosuje się także w powłokach żaroodpornych elementów turbin i w stopach o szczególnych właściwościach magnetycznych. Związki chromu bywają dodatkiem do materiałów ceramicznych, a chromiany pełniły dawniej rolę środków chroniących metale przed korozją.
Chrom — najważniejsze związki chemiczne
Tlenek chromu(III) Cr₂O₃ to trwała zielona substancja używana jako pigment i materiał ścierny. Chromian potasu K₂CrO₄ jest żółty, a dichromian potasu K₂Cr₂O₇ pomarańczowy; obie sole przechodzą jedna w drugą przy zmianie odczynu — zakwaszenie daje dichromian, dodanie zasady chromian. Dichromian jest silnym utleniaczem i w szkolnych doświadczeniach zmienia barwę na zieloną, gdy chrom przechodzi na stopień +3. Chromit FeCr₂O₄ to podstawowa ruda chromu. Chromian ołowiu(II) PbCrO₄, dawna żółcień chromowa, wyszedł z użycia z powodu toksyczności. Tlenek chromu(VI) CrO₃ tworzy ciemnoczerwone kryształy, rozpuszcza się w wodzie i daje silnie utleniające roztwory, stosowane dawniej w galwanizerniach. Siarczan(VI) chromu(III) wykorzystuje się przy garbowaniu skór.
Chrom — gdzie go spotykasz
- stal nierdzewna
- chromowane klamki
- skóra wyprawiana
- pigmenty
Chrom w szkole — co trzeba wiedzieć
Chrom jest ulubionym przykładem wyjątku od reguł zapełniania powłok. Z prostego schematu wychodziłoby 3d⁴ 4s², a naprawdę jest [Ar] 3d⁵ 4s¹ — jeden elektron przechodzi z podpowłoki s, bo w połowie zapełniona podpowłoka d jest korzystniejsza energetycznie. Podobnie zachowuje się miedź i o oba te przypadki pytają na maturze. Zapamiętaj trzy stopnie utlenienia: +2, +3 i +6, oraz barwy — chromian żółty, dichromian pomarańczowy, jony chromu(III) zielone. Przejście chromian–dichromian zależy od odczynu i to klasyczne pytanie z równowag. W podstawówce wystarczy wiedzieć, że chrom daje stali nierdzewność, a klamkom połysk. Uważaj na symbole: Cr to chrom, Cl to chlor, C to węgiel. Chrom jest też typowym metalem przejściowym, więc jego jony tworzą barwne związki kompleksowe, a stopień utlenienia trzeba odczytywać z wzoru, a nie zgadywać z numeru grupy.
Chrom — historia odkrycia
W drugiej połowie XVIII wieku trafiał do Europy z Syberii pomarańczowoczerwony minerał krokoit, nazywany syberyjskim czerwonym ołowiem i ceniony jako barwnik. Francuski chemik Louis-Nicolas Vauquelin zbadał go i w 1797 roku wykazał, że zawiera nieznany dotąd pierwiastek, a wkrótce otrzymał ten pierwiastek w postaci metalu. Nazwę zaproponowano od greckiego chroma, czyli barwa, ponieważ jego związki miały uderzająco różne i intensywne kolory — od zieleni przez żółć po pomarańcz. Trafność tej nazwy potwierdziły późniejsze pigmenty malarskie. Vauquelin szukał w minerale przede wszystkim ołowiu i dopiero rozkład próbki kwasami pokazał, że towarzyszy mu nowy metal. Chrom szybko trafił do pracowni malarskich, a jego rola w metalurgii ujawniła się znacznie później, wraz z pierwszymi stalami nierdzewnymi.
Chrom — skąd wzięła się nazwa
gr. chroma — barwa
Chrom — izotopy
chrom-52 dominuje
Chrom — bezpieczeństwo
Chrom(VI) rakotwórczy; chrom(III) to mikroelement.
Ciekawostki o pierwiastku Chrom
- Rubinowa czerwień i szmaragdowa zieleń biorą się z tego samego chromu.
- Chrom jest najtwardszym z czystych metali — nieoprawiony kawałek chromu rysuje szkło.
- Stal nierdzewna sama naprawia swoją ochronę: po zarysowaniu chrom wiąże tlen z powietrza i odtwarza warstewkę tlenku w tym samym miejscu.
- Grecki rdzeń chroma, od którego wzięła się nazwa pierwiastka, znajdziesz też w słowach chromatografia i monochromatyczny.
Najczęstsze pytania o pierwiastek Chrom
Jaki jest symbol chemiczny pierwiastka Chrom?
Symbol chemiczny to Cr. Nazwa łacińska brzmi Chromium.
Jaką liczbę atomową ma Chrom?
Liczba atomowa (Z) wynosi 24, czyli w jądrze atomu jest 24 protonów. Masa atomowa to 51,996 u.
Jaka jest wartościowość pierwiastka Chrom?
Typowa wartościowość to II, III, VI. Spotykane stopnie utlenienia: +2, +3, +6.
Jaka jest konfiguracja elektronowa pierwiastka Chrom?
Konfiguracja skrócona to [Ar] 3d⁵ 4s¹. Pierwiastek należy do bloku d.
Gdzie w codziennym życiu spotykamy pierwiastek Chrom?
Najczęściej: stal nierdzewna, chromowane klamki, skóra wyprawiana oraz pigmenty.
← Wróć do układu okresowego · Zobacz wszystkie: Metale przejściowe · Układ okresowy do druku