יסוד כימי · דף עיון
24Cr

כרום

כרום הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 24 וסמלו Cr. הוא נמצא במחזור 4, קבוצה 6 ובבלוק d. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק, ותצורת האלקטרונים שלו היא [Ar] 3d5 4s1.

מספר אטומי24
משקל אטומי תקני51.9961(6)
קבוצה6
מחזור4
בלוקd
תצורת אלקטרונים[Ar] 3d5 4s1
מבנה אלקטרוני

מה קובע את הכימיה שלו?

אכלוס תת-הרמה d משפיע ישירות על הכימיה של כרום. הקרבה באנרגיה בין אלקטרוני s ו-d מאפשרת מצבי חמצון שונים, יצירת קומפלקסים ופעילות קטליטית מגוונת.

תצורת האלקטרונים של כרום היא [Ar] 3d5 4s1. כאשר אלקטרונים אובדים או מסתדרים מחדש בתרכובות, משתנה אכלוס אורביטלות d, ולכן יכולים להשתנות צבע, מגנטיות, קשרים כימיים ותגובתיות.

צורות כימיות

תרכובות, יונים וחומרים

הצורות הכימיות החשובות של כרום כוללות את המתכת, סגסוגות, תחמוצות, הלידים וקומפלקסים. האנרגיות הקרובות של אלקטרוני s ו-d מאפשרות כמה מצבי חמצון, וליגנדים יכולים לשנות בבירור צבע, מגנטיות ותגובתיות.

התנהגות פיזיקלית

מצב ושינויי פאזה

המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק. הצפיפות המופיעה היא 7.15g/cm³. נקודת ההתכה היא 2 180 K (1 907 °C). נקודת הרתיחה היא 2 944 K (2 671 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.

הימצאות ושימושים

איפה נמצא כרום וכיצד משתמשים בו?

בפועל, כרום מופיע ביישומים כגון פלדת אל-חלד, ציפוי מתכות ופיגמנטים. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.

בפועל

דוגמאות לשימושים ממשיים

פלדת אל-חלד

כרום משמש כאשר נדרשת עמידות טובה בפני קורוזיה, לעיתים בסגסוגות או בציפויים שמייצבים שכבת שטח מגינה.

ציפוי מתכות

כרום משמש בציפוי אלקטרוליטי להגנת משטחים, לשינוי המראה או להקניית תכונות חשמליות מוגדרות.

פיגמנטים

תרכובות של כרום מעניקות צבעים יציבים או תכונות אופטיות לצבעים, לקרמיקה, לפלסטיק או לזכוכית.

מיקום מחזורי

מה מספרים היסודות השכנים?

כרום נמצא במחזור 4 ובקבוצה 6. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: ונדיום; מנגן; ניוביום; מוליבדן; טכנטיום. המיקום הזה מאפשר להשוות ישירות גודל אטומי, אנרגיית יינון, מצבי חמצון ומגמות בקשרים כימיים עם יסודות קרובים בטבלה המחזורית.

נתוני ייחוס

תכונות פיזיקליות ואטומיות

סיווגמתכת מעבר
מצב בטמפרטורת החדרמוצק
קליפות אלקטרונים2 · 8 · 13 · 1
צפיפות7.15g/cm³
נקודת התכה2 180 K (1 907 °C)
נקודת רתיחה2 952 K (2 679 °C)
אלקטרושליליות לפי פאולינג1.66
אנרגיית יינון ראשונה652.9 kJ/mol
זיקה אלקטרונית65.21 kJ/mol

הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.

היסטוריה

גילוי וזיהוי

גילוי כרום מזוהה עם עבודתו של לואי ניקולא ווקלן. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.

איזוטופים ומשקל אטומי

כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?

המשקל האטומי התקני הרשום של כרום הוא 51.9961(6). ערך זה משקף את הרכב האיזוטופים בחומרים טבעיים על פני כדור הארץ, ולא את המסה של אטום יחיד מסוים.

לכרום יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.

בטיחות

טיפול וחשיפה

הסכנות הקשורות לכרום תלויות בצורה הכימית, במינון ובדרך החשיפה. היסוד החופשי, היונים והתרכובות שלו יכולים להיות שונים מאוד בהשפעתם הביולוגית והסביבתית, ולכן יש לבדוק נתוני בטיחות לחומר שבו מטפלים בפועל.