Structure
Il ne s’agit pas d’un diagramme de points sur des anneaux — mais d’un échantillon de Monte-Carlo de la véritable densité de probabilité |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.
Valeurs mesurées
Chaque barre indique où se situe chrome parmi les 118 éléments pour cette propriété.
Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites plutôt que mesurées.
Taille, à l’échelle
Rayon de 128 pm — soit 0,128 nm ; il en faudrait donc environ 3,91 millions côte à côte pour couvrir un millimètre.
Plage thermique
Chrome est liquide dans une plage de 764 K, de 2180 K à 2944 K.
Où il se trouve
Chrome se trouve dans la période 4, groupe 6. Tous les éléments du groupe 6 possèdent le même nombre d’électrons externes, ce qui explique qu’ils se comportent de manière si similaire.
Autres Métaux de transition
Tous les métaux de transitionL’histoire
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 éclatant est essentiel à la fois à la beauté et à la robustesse 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 à la fois la métallurgie et l’art. Vauquelin a remarqué que ce minéral produisait un magnifique oxyde vert, différent de tout ce qui était connu auparavant, ce qui a conduit 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 contre la corrosion. Lorsque du chrome est ajouté 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 prisées 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 doivent leur superbe couleur verte aux impuretés de chrome (et de vanadium) présentes dans les cristaux de béryl. Sans chrome, ces pierres précieuses 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 votre organisme à traiter le glucose et les lipides. Cela montre qu’un même élément peut être à la fois bénéfique et nocif selon sa forme chimique.
Louis-Nicolas Vauquelin a découvert le chrome en 1797 en analysant de la crocoïte minérale (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 « chromium », issu du mot grec « chroma » signifiant couleur, en référence aux teintes vives des composés du chrome.
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 posé les fondations de la métallurgie moderne du chrome.
Applications
Le chrome transforme l’acier ordinaire en une perfection inoxydable tout en créant les miroirs brillants et les finitions décoratives qui définissent l’esthétique moderne. Les propriétés uniques de ce métal de transition permettent de fabriquer aussi bien des instruments chirurgicaux que des boucliers thermiques pour engins spatiaux.
Les aciers inoxydables austénitiques contenant 16-26% de chrome forment des couches d’oxyde protectrices qui se réparent d’elles-mêmes lorsqu’elles sont rayées, offrant 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 de construire des infrastructures résistantes à la corrosion, des appareils de cuisine aux usines chimiques.
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 nécessitant une résistance extrême à l’usure, notamment les vérins hydrauliques, les glissières de machines-outils et les cylindres d’impression.
Les briques de chromite garnissent les fours sidérurgiques et les cuves de fusion du verre, supportant des températures supérieures à 1800°C tout en résistant à la corrosion des scories. Les matériaux réfractaires à base de chrome-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.
L’oxyde de chrome vert (Cr₂O₃) fournit une couleur permanente aux céramiques, aux peintures et aux plastiques, avec une stabilité exceptionnelle aux UV et une grande résistance chimique. 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.
D’où il vient
102 mg/kg de la croûte terrestre · plus abondant que 83 % des éléments
Le chrome se forme au cours de 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 vestiges stellaires ensemencent la formation de futures planètes.
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 ignées stratifiées, tandis que le Kazakhstan et l’Inde possèdent d’importantes ressources supplémentaires.
Les gisements podiformes de chromite se forment dans des complexes ophiolitiques où la croûte océanique et les roches du manteau sont mises à nu 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.
L’extraction de la chromite nécessite un tri minutieux du minerai en raison des variations du rapport chrome-fer, qui influent sur 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
Les composés du chrome présentent des niveaux de toxicité très différents selon leur état d’oxydation. Le chrome hexavalent (Cr⁶⁺) constitue un risque cancérogène grave, tandis que le chrome trivalent (Cr³⁺) présente une toxicité minimale et sert de nutriment essentiel à l’état de trace.
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 produisent des brouillards d’acide chromique nécessitant une ventilation sophistiquée et une protection respiratoire. Le soudage des aciers inoxydables produit des fumées de chrome hexavalent nécessitant des systèmes spécialisés d’extraction des fumées.
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 (symbole Cr) est l’élément 24 du tableau périodique, un Métal de transition de la période 4, du groupe 6. L’élément qui donne son éclat au chrome et son caractère « inoxydable » à l’acier inoxydable. À température ambiante, c’est un solide.
[Ar] 3d⁵ 4s¹ ; elle comporte 4 couches occupées, avec la répartition 2, 8, 13, 1.Chrome fond à 2180 K (1906.9 °C) et bout à 2944 K (2670.9 °C). Cela le classe parmi les éléments les plus réfractaires — il reste solide à des températures qui vaporisent la plupart des métaux.
La masse atomique standard de Chrome est de 51.996 u. Il s’agit d’une moyenne pondérée de ses isotopes présents naturellement, ce qui explique qu’elle soit rarement un nombre entier.
Chrome a une masse volumique de 7.15 g/cm³. L’eau a une masse volumique de 1.0 g/cm³ ; un bloc de Chrome est donc environ 7.2× plus lourd.
Chrome a une électronégativité de Pauling de 1.66. L’échelle va de 0.70 (le francium, le moins attiré par les électrons) à 3.98 (le fluor, le plus attiré). Les valeurs de cette plage intermédiaire tendent à former des liaisons covalentes plutôt que des liaisons fortement ioniques.
Chrome a été découvert en 1797 par Louis-Nicolas Vauquelin. Il porte le nom de grec chroma, « couleur ».
Chrome constitue environ 102 mg/kg de la croûte terrestre — suffisamment courant pour être extrait à grande échelle.