Содержание материала
Атом и молекула хрома. Формула хрома. Строение хрома:
Хром (лат. Chromium, от греч. χρῶμα – «цвет», «краска») – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Cr и атомным номером 24. Расположен в 6-й группе (по старой классификации – побочной подгруппе шестой группы), четвертом периоде периодической системы.
Хром – амфотерный металл. Относится к группе переходных металлов. Относится к чёрным металлам.
Хром обозначается символом Cr.
Как простое вещество хром при нормальных условиях представляет собой твёрдый металл голубовато-белого цвета.
Молекула хрома одноатомна.
Химическая формула хрома Cr.
Электронная конфигурация атома хрома 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1. Потенциал ионизации (первый электрон) атома хрома равен 652,87 кДж/моль (6,76651(4) эВ).
Строение атома хрома. Атом хрома состоит из положительно заряженного ядра (+24), вокруг которого по четырем оболочкам движутся 24 электрона. При этом 23 электрона находятся на внутреннем уровне, а 1 электрон – на внешнем. Поскольку хром расположен в четвертом периоде, оболочек всего четыре. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлена s- и р-орбиталями. Третья – внутренняя оболочка представлена s-, р- и d-орбиталями. Четвертая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внутреннем энергетическом уровне атома хрома на 3d-орбитали находится пять неспаренных электронов. На внешнем энергетическом уровне атома хрома – на s-орбитали находится один неспаренный электрон. В свою очередь ядро атома хрома состоит из 24 протонов и 28 нейтронов.
Радиус атома хрома (вычисленный) составляет 166 пм.
Атомная масса атома хрома составляет 51,9961(6) а. е. м.
Хром, свойства атома, химические и физические свойства
Основные характеристики
Характеристика химического элемента хрома обусловлена тем, что он является переходным металлом четвертого периода таблицы Менделеева и расположен между ванадием и марганцем. Входит в VI группу. Плавится при температуре 1907 °С. В присутствии кислорода хром быстро образует тонкий слой оксида, который защищает металл от дальнейшего взаимодействия с кислородом.
Как переходный элемент, он реагирует с веществами в различных соотношениях. Таким образом он образует соединения, в которых имеет различные степени окисления. Хром – химический элемент с основными состояниями +2, +3 и +6, из которых +3 является наиболее устойчивым. Кроме того, в редких случаях наблюдаются состояния +1, +4 и +5. Соединения хрома в степени окисления +6 представляют собой сильные окислители.
Какого цвета хром? Химический элемент придает анодированному алюминию рубиновый оттенок. Сг2O3, используемый для полировки металла, также применяется в качестве пигмента под названием «хромовая зелень». Его соли окрашивают стекло в изумрудно-зеленый цвет. Хром – химический элемент, присутствие которого делает рубин красным. Поэтому он используется в производстве синтетических рубинов.
Валентность Cr
Атомы хрома в соединениях проявляют валентность VI, V, IV, III, II, I.
Валентность хрома характеризует способность атома Cr к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:
Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомамиВалентность не имеет знака.
Изотопы
| нуклид | масса 15 | Период полураспада 15 | Ядерный Спин 15 | энергия связи |
| 42Cr | 42.00643(32)# | 14(3) ms [13(+4-2) ms] | 0+ | 314.63 MeV |
| 43Cr | 42.99771(24)# | 21.6(7) ms | (3/2+) | 331.08 MeV |
| 44Cr | 43.98555(5)# | 54(4) ms [53(+4-3) ms] | 0+ | 350.33 MeV |
| 45Cr | 44.97964(54) | 50(6) ms | 7/2-# | 363.99 MeV |
| 46Cr | 45.968359(21) | 0.26(6) s | 0+ | 382.31 MeV |
| 47Cr | 46.962900(15) | 500(15) ms | 3/2- | 395.97 MeV |
| 48Cr | 47.954032(8) | 21.56(3) h | 0+ | 411.49 MeV |
| 49Cr | 48.9513357(26) | 42.3(1) min | 5/2- | 422.36 MeV |
| 50Cr | 49.9460442(11) | СТАБИЛЬНЫЙ | 0+ | 435.09 MeV |
| 51Cr | 50.9447674(11) | 27.7025(24) d | 7/2- | 445.02 MeV |
| 52Cr | 51.9405075(8) | СТАБИЛЬНЫЙ | 0+ | 456.82 MeV |
| 53Cr | 52.9406494(8) | СТАБИЛЬНЫЙ | 3/2- | 464.89 MeV |
| 54Cr | 53.9388804(8) | СТАБИЛЬНЫЙ | 0+ | 474.83 MeV |
| 55Cr | 54.9408397(8) | 3.497(3) min | 3/2- | 481.04 MeV |
| 56Cr | 55.9406531(20) | 5.94(10) min | 0+ | 489.11 MeV |
| 57Cr | 56.943613(2) | 21.1(10) s | (3/2-) | 494.38 MeV |
| 58Cr | 57.94435(22) | 7.0(3) s | 0+ | 501.52 MeV |
| 59Cr | 58.94859(26) | 460(50) ms | 5/2-# | 505.87 MeV |
| 60Cr | 59.95008(23) | 560(60) ms | 0+ | 512.08 MeV |
| 61Cr | 60.95472(27) | 261(15) ms | 5/2-# | 516.42 MeV |
| 62Cr | 61.95661(36) | 199(9) ms | 0+ | 522.63 MeV |
| 63Cr | 62.96186(32)# | 129(2) ms | (1/2-)# | 526.04 MeV |
| 64Cr | 63.96441(43)# | 43(1) ms | 0+ | 531.32 MeV |
| 65Cr | 64.97016(54)# | 27(3) ms | (1/2-)# | 533.80 MeV |
| 66Cr | 65.97338(64)# | 10(6) ms | 0+ | 539.08 MeV |
| 67Cr | 66.97955(75)# | 10# ms [>300 ns] | 1/2-# | 541.56 MeV |
| Значения, отмеченные # не чисто получены из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично от систематических тенденций. Спины с аргументами слабые присваивания заключены в круглые скобки. 15 |
Связующие
Электроотрицательность (Полинг шкала):6 1.66 Electropositivity (Полинг шкала): 2.34 сродства к электрону:7 0.666 eV Окисление Штаты: +3,2,6 Рабочая функция:8 4.40 eV = 7.0488E-19 J
| ионизационный потенциал | eV 9 | kJ/mol |
| 1 | 6.7665 | 652.9 |
| 2 | 16.4857 | 1590.6 |
| 3 | 30.96 | 2987.2 |
| 4 | 49.16 | 4743.2 |
| 5 | 69.46 | 6701.9 |
| 6 | 90.6349 | 8744.9 |
| 7 | 160.18 | 15455.0 |
| 8 | 184.7 | 17820.8 |
| ионизационный потенциал | eV 9 | kJ/mol |
| 9 | 209.3 | 20194.4 |
| 10 | 244.4 | 23581.0 |
| 11 | 270.8 | 26128.2 |
| 12 | 298 | 28752.6 |
| 13 | 354.8 | 34233.0 |
| 14 | 384.168 | 37066.6 |
| 15 | 1010.6 | 97508.1 |
| 16 | 1097 | 105844.4 |
ионизационный потенциал eV 9 kJ/mol 17 1185 114335.1 18 1299 125334.4 19 1396 134693.5 20 1496 144342.0 21 1634 157657.0 22 1721.4 166089.8 23 7481.7 721874.1 24 7894.81 761733.2
Применение
Хром — важный компонент во многих легированных сталях (в частности, нержавеющих), а также и в ряде других сплавов. Добавка хрома существенно повышает твёрдость и коррозийную стойкость сплавов. Также используется в хром-ванадиевых стальных славах.
Используется в качестве износоустойчивых и красивых гальванических покрытий (хромирование).
Хром применяется для производства сплавов хром-30 и хром-90, используемых в производстве сопел мощных плазмотронов и в авиакосмической промышленности.
Марки хрома и сплавов
Для нужд промышленности используется как чистый металл с большим содержанием Cr, так и его сплав с железом – феррохром. Ниже перечислены марки чистого Cr.
- Х99Н1, Х99Н2, Х99Н4, Х99Н5 – хром с содержанием Cr не менее 99% и примесью N; поставляется в виде кусков и частиц.
- ЭРХ-0, ЭРХ-1, ЭРХ-2 – хром высокой чистоты с минимальным содержанием Cr 99,99%, 99,95% и 99,95% соответственно; производится в форме чешуек или порошка.
- ПХ-1, ПХ-2 – металлический хром в виде порошка с 99,12% и 98,8% Cr соответственно.