24 Cr Chrome 51.996
métal de transition d-block Period 4 Group 6

Chrome

Cr · Element 24 · Chromium group

The element that puts the shine in chrome and the "stainless" in stainless steel.

ÉTAT À 20°C solide
MASSE ATOMIQUE 51.996 u
ELECTRON CONFIGURATION [Ar] 3d⁵ 4s¹

Structure

L’atome de chrome

Ce n’est pas un diagramme de points sur des anneaux — c’est un échantillon de Monte-Carlo de la masse volumique de probabilité réelle |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.

Nuage orbital

Valeurs mesurées

Fiche de propriétés

Chaque barre montre où se situe chrome parmi les 118 éléments pour cette propriété.

Physique

Densité 7.15 g/cm³ 44%
Point de Fusion 2180 K 86%
Point d'Ébullition 2944 K 58%
Chaleur spécifique 0.449 J/g·K
Conductivité Thermique 93.9 W/m·K 80%

Atomique

Rayon Atomique 128 pm 20%
Rayon covalent 139 pm
Rayon de Van der Waals 189 pm

Électronique

Électronégativité 1.66 55%
Énergie d’ionisation 653.2 kJ/mol 44%
Affinité Électronique 65.2 kJ/mol 55%

Présence

Abondance dans la croûte 102 mg/kg 83%

Identité

SymboleCr
Numéro atomique24
Masse atomique51.9961 u
Catégoriemétal de transition
Blocd
Structure cristallinecubique centrée sur le corps
États d’oxydation-2, -1, 0, +2, +3, +4, +5, +6
Découverte1797
Découvert parLouis-Nicolas Vauquelin

Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites et non mesurées.

Taille, à l’échelle

How big is a chrome atom?

Radius 128 pm — that is 0.128 nm, so about 3906 million of them side by side would span a millimetre.

Plage thermique

Solid, liquid, gas — and when

Chrome is liquid over a 764 K window, from 2180 K to 2944 K.

Où il se situe

Position dans le tableau

Chrome sits in period 4, group 6. Everything in group 6 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

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L’histoire

Ce qu’est chrome et comment nous l’avons découvert

Le chrome est l’élément qui donne le « chrome » à tout ce qui brille et qui rend véritablement l’acier inoxydable. Ce métal de transition dur et brillant est essentiel à la fois à l’esthétique et à la solidité dans la vie moderne. Son nom vient du mot grec « chroma », qui signifie couleur, car les composés du chrome créent un incroyable éventail de couleurs vives: du vert émeraude au rouge rubis, en passant par le jaune éclatant. Découvert en 1797 par le chimiste français Louis-Nicolas Vauquelin lors de l’analyse d’un mystérieux minéral rouge de Sibérie appelé crocoïte, le chrome a révolutionné la métallurgie et l’art. Vauquelin remarqua que ce minéral produisait un magnifique oxyde vert, différent de tout ce qui était connu auparavant, ce qui conduisit à la découverte d’un élément entièrement nouveau. Ce qui rend le chrome absolument extraordinaire, c’est sa capacité à former une couche d’oxyde ultrafine et invisible qui protège le métal sous-jacent de la corrosion. Lorsqu’on ajoute du chrome au fer pour fabriquer de l’acier inoxydable, cette couche protectrice rend l’alliage pratiquement indestructible face à la rouille, aux acides et aux intempéries. C’est pourquoi les instruments chirurgicaux en acier inoxydable peuvent être stérilisés des milliers de fois, et pourquoi la couronne Art déco du Chrysler Building brille encore après 90 ans. Le chrome est également le secret de certaines des pierres précieuses les plus admirées au monde. La couleur rouge profond des rubis provient de traces de chrome qui remplacent l’aluminium dans les cristaux de corindon. De même, les émeraudes tirent leur superbe couleur verte d’impuretés de chrome (et de vanadium) dans les cristaux de béryl. Sans chrome, ces pierres seraient incolores. Voici un fait fascinant: le chrome hexavalent (Cr⁶⁺) est hautement toxique et cancérogène, tandis que le chrome trivalent (Cr³⁺) est en réalité un nutriment essentiel qui aide l’organisme à métaboliser le glucose et les graisses. Cela montre comment un même élément peut être à la fois bénéfique et nocif selon sa forme chimique.

The discovery of chrome

La découverte colorée

Louis-Nicolas Vauquelin a découvert le chrome en 1797 en analysant le minéral crocoïte (PbCrO₄) provenant de mines d’or sibériennes. La couleur orange-rouge éclatante du minéral a intrigué Vauquelin, qui a isolé un nouvel élément métallique, auquel il a donné le nom de « chrome », dérivé du mot grec « chroma » signifiant couleur, en référence aux teintes vives des composés du chrome.

Développement industriel

La production commerciale de chrome a commencé avec la fusion du ferrochrome dans les années 1890, permettant le développement de l’acier inoxydable. La découverte de l’acier inoxydable par Harry Brearley en 1913 à Sheffield, en Angleterre, a révolutionné la demande en chrome et établi les fondements de la métallurgie moderne du chrome.

Applications

À quoi sert chrome

Chrome : le fabricant de miroirs

Le chrome transforme l’acier ordinaire en acier inoxydable d’une perfection remarquable, tout en créant les miroirs éclatants et les finitions décoratives qui définissent l’esthétique moderne. Les propriétés uniques de ce métal de transition permettent des utilisations allant des instruments chirurgicaux aux boucliers thermiques des engins spatiaux.

La révolution de l’acier inoxydable

Les aciers inoxydables austénitiques contenant 16-26% de chrome forment des couches d’oxyde protectrices qui se régénèrent après une rayure, assurant une résistance permanente à la corrosion. L’acier inoxydable de type 316 résiste aux environnements marins, au traitement chimique et aux applications médicales grâce aux propriétés de passivation du chrome. La production mondiale d’acier inoxydable consomme 85% de l’approvisionnement en chrome, permettant la construction d’infrastructures résistantes à la corrosion, des appareils de cuisine aux usines chimiques.

Chromage décoratif

Les procédés de galvanoplastie déposent des couches de chrome ultrafines (0.25-2.5 μm) qui créent des finitions brillantes comme des miroirs sur les garnitures automobiles, les équipements de plomberie et la quincaillerie décorative. Le chromage dur applique des dépôts plus épais (25-250 μm) pour les applications industrielles exigeant une résistance extrême à l’usure, notamment les vérins hydrauliques, les glissières de machines-outils et les cylindres d’impression.

Applications réfractaires

Les briques de chromite garnissent les fours sidérurgiques et les cuves de fusion du verre, résistant à des températures supérieures à 1800°C tout en supportant la corrosion par les scories. Les matériaux réfractaires à base de chromite et de magnésite permettent le fonctionnement des fours à ciment et la fusion des métaux non ferreux grâce à la stabilité thermique exceptionnelle et à l’inertie chimique de l’oxyde de chrome.

Technologie des pigments

L’oxyde de chrome vert (Cr₂O₃) fournit une couleur durable aux céramiques, aux peintures et aux plastiques, avec une stabilité exceptionnelle aux UV et une résistance chimique élevée. Les pigments au chromate de plomb créent des jaunes et des oranges éclatants pour les revêtements industriels, bien que les réglementations environnementales limitent leur utilisation à des applications spécialisées.

Le chrome : partout où vous regardez

  • Cuisine et accueil
    • Appareils en acier inoxydable (réfrigérateurs, lave-vaisselle, fours)
    • Éviers, robinets et ustensiles de cuisine
    • Couverts et ustensiles
    • Équipements et accessoires de salle de bains
  • Industrie automobile
    • Pare-chocs et garnitures chromés
    • Systèmes d’échappement en acier inoxydable
    • Composants de moteur et éléments de fixation
    • Jantes et accessoires décoratifs
  • Équipement médical
    • Instruments chirurgicaux et implants
    • Équipements et installations hospitaliers
    • Outils dentaires et dispositifs orthodontiques
    • Équipements et surfaces de laboratoire
  • Matériaux de construction
    • Panneaux architecturaux et bardages
    • Rampes et éléments structurels
    • Systèmes de toiture et de gouttières
    • Composants de construction maritime
  • Applications industrielles
    • Équipements de traitement chimique
    • Composants de centrales électriques
    • Équipements de raffineries pétrolières
    • Machines de transformation alimentaire

D’où il vient

Présence naturelle

102 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 83% of elements

Le chrome : issu de la synthèse stellaire

Le chrome se forme au cours des processus de combustion du silicium dans les étoiles massives, où les températures dépassent 3 milliards de kelvins, permettant des réactions de fusion nucléaire qui produisent des éléments plus lourds que le fer. Les supernovæ de type Ia contribuent de manière importante à l’abondance du chrome par nucléosynthèse explosive, dispersant cet élément dans les galaxies tandis que les restes stellaires ensemencent la formation de futures planètes.

Répartition mondiale

La croûte terrestre contient 185 parties par million de chrome, principalement concentré dans des gisements de chromite (FeCr₂O₄) formés par des processus magmatiques. Le complexe du Bushveld en Afrique du Sud contient 70% des réserves mondiales de chrome dans des intrusions magmatiques stratifiées, tandis que le Kazakhstan et l’Inde possèdent d’importantes ressources supplémentaires.

Formation de la chromite

Les gisements podiformes de chromite se forment dans des complexes ophiolitiques où la croûte océanique et les roches du manteau sont exposées par des processus tectoniques. Les gisements stratiformes résultent de la différenciation magmatique dans de grandes intrusions stratifiées, créant des couches continues de chromite exploitées par des opérations minières souterraines.

Extraction et traitement

L’extraction de la chromite exige un tri minutieux du minerai en raison de la variation des rapports chrome-fer qui influencent les applications métallurgiques. La séparation gravimétrique et la séparation magnétique concentrent les minéraux de chromite, tandis que la fusion du ferrochrome dans des fours à arc électrique à 1700°C produit les alliages chrome-fer essentiels à la production d’acier inoxydable.

Manipulation

Sécurité

Sécurité du chrome : une vigilance essentielle

Les composés du chrome présentent des niveaux de toxicité très différents selon leur état d’oxydation. Le chrome hexavalent (Cr⁶⁺) constitue un grave danger cancérogène, tandis que le chrome trivalent (Cr³⁺) présente une toxicité minimale et sert de nutriment essentiel à l’état de trace.

Dangers pour la santé

Le chrome hexavalent provoque le cancer du poumon, la perforation de la cloison nasale et de graves ulcérations cutanées par ses fortes propriétés oxydantes et les dommages qu’il cause à l’ADN cellulaire. Les opérations de chromage génèrent des brouillards d’acide chromique nécessitant une ventilation sophistiquée et une protection respiratoire. Le soudage des aciers inoxydables produit des fumées de chrome hexavalent qui nécessitent des systèmes spécialisés d’extraction des fumées.

Limites d’exposition

  • OSHA PEL : 0.005 mg/m³ pour le chrome hexavalent (MPT de 8 heures)
  • NIOSH REL : 0.001 mg/m³ pour les composés du chrome cancérogènes
  • Chrome trivalent : 0.5 mg/m³ (métal et sels insolubles)

Mesures de sécurité

Une surveillance médicale complète, une protection respiratoire et des mesures de prévention techniques sont obligatoires pour les opérations impliquant du chrome hexavalent. La ventilation locale par aspiration, les appareils respiratoires à adduction d’air et les vêtements de protection empêchent l’exposition par de multiples voies.

Réponses rapides

Chrome : questions fréquentes

What is Chrome?

Chrome (symbol Cr) is element 24 on the periodic table, a métal de transition in period 4, group 6. The element that puts the shine in chrome and the "stainless" in stainless steel. At room temperature it is a solid.

What is the electron configuration of Chrome?

Chrome's ground-state electron configuration is [Ar] 3d⁵ 4s¹, giving 4 occupied shells holding 2, 8, 13, 1 electrons respectively.

What are the melting and boiling points of Chrome?

Chrome melts at 2180 K (1906.9 °C) and boils at 2944 K (2670.9 °C). That puts it among the most refractory elements — it stays solid at temperatures that vaporise most metals.

What is the atomic mass of Chrome?

The standard atomic weight of Chrome is 51.996 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is Chrome?

Chrome has a density of 7.15 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of chrome is about 7.2× heavier.

What is the electronegativity of Chrome?

Chrome has a Pauling electronegativity of 1.66. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.

Who discovered Chrome, and when?

Chrome was discovered in 1797 by Louis-Nicolas Vauquelin. It is named after greek chroma, "colour".

How common is Chrome on Earth?

Chrome makes up about 102 mg/kg of the Earth's crust — common enough to be mined at scale.