Élément chimique · fiche de référence

24Cr

Chrome

Le chrome est l’élément 24 (Cr), situé en période 4, groupe 6 et dans le bloc d. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Ar] 3d5 4s1.

Numéro atomique24

Poids atomique standard51,9961(6)

Groupe6

Période4

Blocd

Configuration électronique[Ar] 3d5 4s1

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

La sous-couche d intervient directement dans la chimie du chrome. Les électrons d et s ont souvent des énergies proches, ce qui favorise plusieurs états d’oxydation, la formation de complexes et, pour de nombreux métaux de transition, des propriétés catalytiques.

La configuration [Ar] 3d5 4s1 doit être lue avec l’état d’oxydation du composé : retirer des électrons modifie l’occupation des orbitales d et peut changer couleur, magnétisme, géométrie de liaison et réactivité.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

Pour le chrome, les formes chimiques importantes comprennent le métal et ses alliages, ainsi que des oxydes, des halogénures et des complexes de coordination. Plusieurs états d’oxydation sont souvent possibles car les électrons s et d ont des énergies proches ; les ligands autour de l’ion métallique peuvent modifier fortement couleur, magnétisme et réactivité.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 7,15g/cm³. Le point de fusion est 2 180 K (1 907 °C). Le point d’ébullition est 2 944 K (2 671 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le chrome est surtout utilisé pour fabriquer des aciers inoxydables et d’autres alliages résistants à la corrosion ; des revêtements de chrome peuvent également protéger ou décorer des surfaces. Il faut distinguer les différentes formes chimiques : les composés du chrome(VI), très oxydants, sont toxiques et soumis à des règles strictes.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

acier inoxydable

Le chrome et d’autres éléments d’alliage donnent aux aciers inoxydables leur résistance à la corrosion en stabilisant la chimie de surface et la microstructure adaptées.

revêtements métalliques

Le chrome est déposé par voie électrochimique pour protéger une surface, modifier son aspect ou lui donner des propriétés électriques particulières.

pigments

Des composés fournissent des couleurs ou propriétés optiques stables dans les peintures, céramiques, plastiques ou verres.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le chrome est en période 4 et dans le groupe 6. Dans le voisinage affiché, il se trouve entre le vanadium et le manganèse sur la même période ; le molybdène est juste au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationmétal de transition

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 13 · 1

Masse volumique7,15g/cm³

Point de fusion2 180 K (1 907 °C)

Point d’ébullition2 952 K (2 679 °C)

Électronégativité de Pauling1,66

Première énergie d’ionisation652,9 kJ/mol

Affinité électronique65,21 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du chrome est associée à Louis Nicolas Vauquelin. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 51.9961(6). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

Le chrome possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

Les risques associés au chrome dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. Le chrome élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.