کروم

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

وانادیوم - کرومیوم - منگنز
Cr Mo
	جدول کامل

عمومیl

نام, علامت اختصاری, شماره

کرومیوم, Cr, 24

گروه شیمیایی

Transition metals

گروه, تناوب, بلوک

6, 4 , d

جرم حجمی, سختی

7140 kg/m³, 8.5

رنگ

متالیک نقره‌ای
تصویر:Cr,24-thumb.jpg

خواص اتمی

وزن اتمی

51.9961 amu

شعاع اتمی (calc.)

140 (166) pm

شعاع کووالانسی

127 pm

شعاع وندروالس

n/a pm

ساختار الکترونی

<nobpco>[</nobpco>Ar<nobpco>]</nobpco>3d⁵4s¹

^-e به ازای هر سطح انرژی

2, 8, 13, 1

درجه اکسایش (اکسید)

6,3,2 (اسید قوی)

ساختار بلوری

Cubic, body centered

خواص فیزیکی

حالت ماده

solid (__)

نقطه ذوب

2130 K (3375 °F)

نقطه جوش

2945 K (4842 °F)

حجم مولی

7.23 ×10^-6 m³/مول

گرمای تبخیر

344.3 kJ/mol

گرمای همجوشی

16.9 kJ/مول

فشار بخار

990 Pa at 2130 K

سرعت صوت

5940 m/s at 293.15 K

متفرقه

الکترونگاتیویته

1.66 (Pauling scale)

ظرفیت گرمایی ویژه

450 J/(kg*K)

رسانائی الکتریکی

7.74 10⁶/m اوهم

رسانائی گرمایی

93.7 W/(m*K)

1^st پتانسیل یونش

652.9 kJ/mol

2^nd پتانسیل یونش

1590.6 kJ/مول

3^rd پتانسیل یونش

2987 kJ/mol

4^th پتانسیل یونش

4743 kJ/mol

5^th پتانسیل یونش

6702 kJ/mol

6^th پتانسیل یونش

8744.9 kJ/mol

پایدارترین ایزوتوپها

ایزو	وفور طبیعی	نیمه عمر	DM	DE MeV	DP
⁵⁰Cr	{syn.}	> 1.8E17 years	ε	???	⁵⁰Ti
⁵¹Cr	{syn.}	27.7025 days	ε	0.753	⁵¹V
⁵²Cr	83.789%	Cr is پایدار with 28 نوترون
⁵³Cr	9.501%	Cr is stable with 29 neutrons
⁵⁴Cr	2.365%	Cr is باثبات به ازای 30 نوترون

واحدهای SI & STP استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد.

کروم یکی از عناصر جدول تناوبی است که دارای نشان Cr و عدد اتمی 24 می‌‌باشد. خصوصیات قابل توجه کروم فلزی سخت، براق و به رنگ خاکستری فلزی است که به شدت جلا می‌گیرد، به سختی قابل جوش خوردن است و در برابر زنگ زدگی و سیاه شدن مقاوم است. معمولی‌ترین حالتهای اکسایش کروم 2+ ،3+ و 6+ است که 3+ پایدارترین آنها وحالت‌های 4+ و 5+ نسبتا" کمیاب هستند. ترکیبات کروم در حالت اکسایش 6، اکسیدکننده‌هایی قوی هستند.

[ویرایش] کاربردها

موارد استفاده کروم:

در متالورژی برای مقاوم کردن در مقابل پوسیدگی و در براقی نهائی:
- به‌عنوان یک جزء در آلیاژها ،مثلا"در فولاد ضدزنگ،
- در آب کاری با کروم ،
- در آلومینیوم آنادایز ،
به عنوان یک کاتالیزور.
از کرومیت برای ساخت قالبهای پخت آجر استفاده می‌شود.
نمک‌های کروم باعث سبز شدن رنگ شیشه می‌شوند.
کرومات‌ها و اکسیدها در رنگ مو و رنگهای معمولی به کار می‌روند.
دی کرومات پتاسیم یک معرف شیمیایی است که درتمیز کردن ظروف شیشه‌ای آزمایشگاهی و به عنوان یک عامل تیترات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این عنصر همچنین بصورت دندانه (مثلاً ،عامل ثابت نگه دارنده) در رنگرزی بکار می‌رود.
دی اکسید کروم(CrO2) در تولید نوارهای مغناطیسی مصرف می‌شود این نوارها نسبت به نوارهای اکسید آهن دارای مقاومت در برابر میدانهای مغناطیسی بیشتری بوده، لذا کارآیی بهتری دارند.

تاریخچه Johann Gottlob Lehmann در سال 1761 در کوههای اورال ماده معدنی نارنجی-قرمز رنگی پیدا کرد که نام آن را سرب قرمز سیبریایی نهاد. گرچه او به اشتباه آن را ترکیب سرب با آهن و سلنیوم انگاشت، آن ماده معدنی در حقیقت کرومات سرب (PbCrO4)بود. Peter Simon Pallas در سال 1770 این ماده معدنی سربی قرمز رنگ(سرب قرمز سیبریایی) را در همان مکانی که Lehmann قبلا" دیده بود، مشاهده کرد که خصوصیات مفید زیادی داشت. از جمله این خصوصیات کاربرد آن به عنوان رنگدانه در تولید رنگ بود که استفاده از این ویژگی به سرعت توسعه یافت. رنگ زرد درخشانی که از کروکوئیت ساخته شد به یک رنگ بسیار رایج تبدیل گشت. سال 1797 Nicolas-Louis Vauquelin نمونه‌هایی از سنگ معدن کروکوئیت را پیدا کرد. او با مخلوط کردن کروکوئیت و اسید هیدروکلریک موفق به تهیه اکسید کروم (CrO3) گشت. سال 1798 Vauquelin متوجه شد که با حرارت دادن این اکسید در کوره‌های ذغالی می‌توان کروم فلزی به دست آورد. او موفق به شناسایی مقدار کمی کروم در سنگ‌های قیمتی از جمله یاقوت و زمرد شد. در طول دهه اول قرن نوزدهم از کروم بیشتر به عنوان سازه‌ای در رنگ‌ها استفاده می‌شد، اما امروزه عمده کاربرد آن (85%) در آلیاژهای فلزی است و مابقی موارد استفاده آن در صنایع شیمیایی، مواد نسوز و صنایع پایه است.

[ویرایش] نقش بیولوژیکی

کروم سه ظرفیتی فلزی است که مقدار کم آن بسیار ضروری است و برای سوخت و ساز کامل قند در بدن انسان مورد نیاز است. کمبودهای کروم می‌تواند بر توانایی انسولین در ثابت نگه‌داشتن میزان قند خون تأثیر بگذارد. برخلاف سایر فلزاتی که مقدار کم آنها ضروری است، برای کروم عملکرد بیولوژیکی در متالوپروتئین دیده نشده است.

[ویرایش] پیدایش

کروم به شکل سنگ معدن کرومیت (H₂CrO₄) استخراج می‌شود. این عنصر را به صورت تجاری با حرارت دادن این سنگ معدن در حضور آلومینیوم یا سیلیسیوم تهیه می‌شود. تقریبا" نیمی از سنگ معدن کرومیت جهان در افریقای جنوبی تولید می‌شود. البته قزاقستان، هند و ترکیه نیز از تولید کنندگان عمده آن هستند. مقدار کرومیت اسخراج نشده بسیار زیاد است، اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و افریقای جنوبی متمرکز هستند. در سال 2000تقریبا" 15 میلیون تن سنگ معدن کرومیت قابل فروش تولید شد و تقریبا" به 4 میلیون تن آهن- کروم به ارزش تقریبی 5/2 میلیارد دلار امریکا تبدیل شد. اگرچه وجود کروم خالص بسیار نادر است، مقادیری کروم خالص کشف شده است. معدن Udachnaya در روسیه نمونه‌هایی از کروم خالص تولید می‌کند. این معدن یک استوانه کیمبرلیت غنی از الماس است که در آن هم کروم عنصری و هم الماس تولید می‌شود.

[ویرایش] ترکیبات

دی کرومات پتاسیم عامل اکسید کننده بسیار قوی است و این ترکیب برای تمیز کردن ظروف آزمایشگاهی، ارجح تر از سایر ترکیبات آلی است. اکسید کرومیک همان اکسید کروم سبز است (Cr2O3)که در نقاشی لعابی و رنگ کردن شیشه مورد استفاده قرار می‌گیرد. زردینه کروم رنگدانه زرد درخشانی است (PbCrO4) که مورد استفاده نقاشان قرار می‌گیرد. اسید کرومیک دارای ساختار فرضی H2CrO4 است. نه اسید کرومیک و نه اسید دی کرومیک در طبیعت یافت نمی‌شوند اما آنیون‌های آنها در ترکیبات متنوعی یافت می‌شود. تری اکسید کروم CrO3 ،-اسید بدون آب اسید کرومیک - بصورت تجاری ،به‌عنوان اسید کرومیک بفروش می‌‌رسد.

[ویرایش] ایزوتوپ‌ها

کروم به طور طبیعی متشکل از 3 ایزوتوپ پایدار Cr-53 ,Cr-54 ,Cr-52 است که فراوان‌ترین آنها Cr-52 (با فراوانی طبیعی 789/83%) است. 19 رادیو ایزوتوپ که پایدارترین آنها Cr-50 با نیمه عمر(بیش از) 1.8E17سال وCr-51 با نیمه عمر7025/27 روزمی‌باشد برای این عنصر شناخته شده است. مابقی ایزوتوپ‌های رادیواکتیو آن از نیمه عمری کمتراز 24 ساعت برخوردارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از 1 دقیقه است. این عنصر همچنین دارای 2 حالت برانگیخته است. کروم 53 محصول فروپاشی پرتوزاد Mn-53 است.محتویات ایزوتوپی کروم معمولا" با محتویات ایزوتوپی منگنز ترکیب می‌شود و در زمین‌شناسی ایزوتوپی کاربرد دارد. نسبت‌های ایزوتوپ Mn-Cr شواهدی را که از Al-26 وPd-107 درباره تاریخ ابتدایی به دست آمده تقویت می‌کند. اختلاف در نسبتهای Cr-53/Cr-52 و Mn-Cr در چندین شهاب سنگ بیانگر یک نسبت Mn-53/Mn-55 است که نشان می‌دهد رده‌بندی ایزوتوپ Mn-Cr باید از فروپاشی ثابت Mn-53 در پیکره سیاره‌های مجزا ناشی شده باشد. بنابراین Cr-53 دلایلی بیشتر را درباره فرآیندهای نوکلئوسنتزی بلافاصله قبل از یکپارچگی منظومه شمسی در اختیار می‌گذارد.

ایزوتوپهای کروم از نظر وزن اتمی، در بازه 43amu (کروم 43) تا 67amu(کروم 67) قرار دارند. حالت فروپاشی اتمی بلافاصله قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار(کروم 52)، جذب الکترون است و حالت بلافاصله بعد از آن کاهش بتا است.

[ویرایش] هشدارها

فلز کروم و ترکیبات کروم (III) معمولا" برای سلامتی خطرناک نیستند، اما ترکیبات کروم VI در صورت بلع سمی هستند. مقدار تقریبا" نصف قاشق چای خوری ترکیبات کروم سمی (VI) کشنده بوده و سرطانزا بودن مقادیر غیرکشنده کروم VI به اثبات رسیده است. بیشتر ترکیبات کروم VI برای چشم، پوست و بافت‌های مخاطی مضر هستند. تماس دائمی با این ترکیبات می‌تواند موجب آسیب‌های دائمی چشم گردد، مگر مواردی که درمان کامل صورت پذیرد.

در سال 1958 سازمان بهداشت جهانی حداکثر میزان مصرف مجاز کروم VI از جنبه سلامتی را 05/0 میلی‌گرم در هر لیتر آب آشامیدنی پیشنهاد کرد. این پیشنهاد بارها بررسی شد و در این فاصله مقدار اعلام شده تغییر نکرد.