Хром (Cr) — это химический элемент, обладающий уникальными физико-химическими свойствами, которые делают его незаменимым в современной металлургии и промышленности. 1. Расположение в периодической таблице Хром находится в следующих позициях системы Д.И. Менделеева:
- Порядковый номер: 24.
- Период: 4.
- Группа: 6 (по старой классификации — VIБ, побочная подгруппа).
- Атомная масса: 51,996.
- Семейство: d-элементы (переходные металлы).
2. Строение атома Атом хрома характеризуется специфическим распределением электронов, известным как «провал» или «проскок» электрона.
- Заряд ядра: +24.
- Количество электронов: 24.
- Электронная конфигурация: .
Вместо ожидаемого заполнения , один электрон переходит с -подуровня на -подуровень. Это обусловлено тем, что наполовину заполненный -подуровень ( ) энергетически более стабилен.
Валентные электроны: Находятся на уровнях и . Степени окисления: Наиболее характерные — +2, +3 (самая стабильная) и +6.
3. Распространение в природе Хром является довольно распространенным элементом (около 0,01% массы земной коры), но в чистом виде не встречается.
- Основные минералы:
- Хромит (хромистый железняк): (основной промышленный источник). Крокоит: .
- Нахождение: Крупнейшие месторождения сосредоточены в ЮАР, Казахстане, Индии и России (Урал).
4. Физические и химические свойства Физические свойства:
- Твердый металл голубовато-белого цвета.
- Твердость: Самый твердый из чистых металлов (режет стекло).
- Температура плавления: Около 1907°C.
- Обладает высокой коррозионной стойкостью.
Химические свойства:
- Пассивация: При комнатной температуре хром покрыт тонкой и прочной оксидной пленкой , которая защищает его от дальнейшего окисления. Взаимодействие с кислотами: Растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах (после удаления защитной пленки), вытесняя водород. В концентрированных азотной и серной кислотах пассивируется. Окисление: При нагревании свыше 600°C реагирует с кислородом, галогенами, азотом и серой.
5. Применение
| Сфера применения | Описание |
|---|---|
| Металлургия | Производство нержавеющих, жаропрочных и инструментальных сталей. Добавление хрома повышает твердость и коррозионную стойкость сплавов. |
| Гальванопластика | Хромирование деталей для защиты от коррозии и придания им декоративного блеска. |
| Химическая промышленность | Использование соединений хрома (хроматов и дихроматов) в качестве сильных окислителей и дубильных веществ при обработке кожи. |
| Производство красок | Оксиды хрома используются как стойкие пигменты (например, «хромовая зелень»). |
Если вам необходимо более детально рассмотреть конкретные химические реакции хрома или способы его промышленного получения (алюминотермия, электролиз), я могу подготовить соответствующий разбор.