Cr · Elemento 24 · Metallo di transizione
L'elemento che dona brillantezza al cromo e rende "inossidabile" l'acciaio inossidabile.
Struttura
Non è un diagramma di punti su gusci — è un campione Monte Carlo dell'effettiva densità di probabilità |ψ|² per ogni sottoguscio occupato. Trascinate per ruotare. Il blu e il violetto indicano i segni opposti della funzione d'onda, che rendono possibile la formazione dei legami.
Valori misurati
Ogni barra mostra dove si colloca cromo tra tutti i 118 elementi per quella proprietà.
Fonti: masse atomiche standard IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. I valori contrassegnati con ~ sono previsti anziché misurati.
Dimensioni, in scala
Raggio 128 pm — cioè 0,128 nm, quindi ne servirebbero circa 3,91 milioni affiancati per coprire un millimetro.
Intervallo termico
Cromo è liquido in un intervallo di 764 K, da 2180 K a 2944 K.
Dove si trova
Cromo si trova nel periodo 4, gruppo 6. Tutti gli elementi del gruppo 6 hanno lo stesso numero di elettroni esterni, per questo si comportano in modo così simile.
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Tutti i metalli di transizioneLa storia
Il cromo è l'elemento che mette il "cromo" in tutto ciò che luccica e rende davvero inossidabile l'acciaio inossidabile. Questo metallo di transizione duro e brillante è essenziale sia per la bellezza sia per la robustezza nella vita moderna. Il nome deriva dalla parola greca "chroma", che significa colore, perché i composti del cromo creano uno spettro incredibile di colori vivaci, dal verde smeraldo al rosso rubino fino al giallo brillante. Scoperto nel 1797 dal chimico francese Louis-Nicolas Vauquelin durante l'analisi di un misterioso minerale rosso proveniente dalla Siberia, chiamato crocoite, il cromo rivoluzionò sia la metallurgia sia l'arte. Vauquelin notò che questo minerale produceva un bellissimo ossido verde, diverso da qualsiasi sostanza conosciuta in precedenza, portando alla scoperta di un elemento completamente nuovo. Ciò che rende il cromo assolutamente straordinario è la sua capacità di formare uno strato di ossido ultr sottile e invisibile, che protegge il metallo sottostante dalla corrosione. Quando il cromo viene aggiunto al ferro per produrre acciaio inossidabile, questo strato protettivo rende la lega praticamente indistruttibile contro ruggine, acidi e agenti atmosferici. Ecco perché gli strumenti chirurgici in acciaio inossidabile possono essere sterilizzati migliaia di volte e perché la corona Art Déco del Chrysler Building continua a brillare dopo 90 anni. Il cromo è anche il segreto di alcune delle pietre preziose più importanti del mondo. Il colore rosso intenso dei rubini deriva da tracce di cromo che sostituiscono l'alluminio nei cristalli di corindone. Allo stesso modo, gli smeraldi ottengono il loro straordinario colore verde dalle impurità di cromo (e vanadio) nei cristalli di berillo. Senza cromo, queste gemme sarebbero incolori. Ecco un fatto affascinante: il cromo esavalente (Cr⁶⁺) è altamente tossico e cancerogeno, mentre il cromo trivalente (Cr³⁺) è in realtà un nutriente essenziale che aiuta l'organismo a elaborare il glucosio e i grassi. Questo dimostra come lo stesso elemento possa essere benefico e dannoso a seconda della sua forma chimica.
Louis-Nicolas Vauquelin scoprì il cromo nel 1797 durante l'analisi del minerale crocoite (PbCrO₄) proveniente dalle miniere d'oro siberiane. Il colore arancio-rosso brillante del minerale incuriosì Vauquelin, portandolo a isolare un nuovo elemento metallico, che chiamò "cromo" dalla parola greca "chroma", che significa colore, in riferimento alle tonalità vivaci dei composti del cromo.
La produzione commerciale di cromo iniziò con la fusione del ferrocromo negli anni 1890, rendendo possibile lo sviluppo dell'acciaio inossidabile. La scoperta dell'acciaio inossidabile fatta da Harry Brearley nel 1913 a Sheffield, in Inghilterra, rivoluzionò la domanda di cromo e gettò le basi della moderna metallurgia del cromo.
Applicazioni
Il cromo trasforma il comune acciaio in una perfezione inossidabile, creando al contempo gli specchi brillanti e le finiture decorative che definiscono l'estetica moderna. Le proprietà uniche di questo metallo di transizione rendono possibili applicazioni che vanno dagli strumenti chirurgici agli scudi termici delle navicelle spaziali.
Gli acciai inossidabili austenitici contenenti il 16-26% di cromo formano strati protettivi di ossido che si autoriparano quando vengono graffiati, garantendo una resistenza permanente alla corrosione. L'acciaio inossidabile tipo 316 resiste agli ambienti marini, ai processi chimici e alle applicazioni mediche grazie alle proprietà di passivazione del cromo. La produzione globale di acciaio inossidabile consuma l'85% della fornitura di cromo, consentendo di realizzare infrastrutture resistenti alla corrosione, dagli elettrodomestici da cucina agli impianti chimici.
I processi di elettrodeposizione depositano strati di cromo ultr sottili (0.25-2.5 μm) che creano finiture brillanti a specchio su modanature automobilistiche, rubinetteria e ferramenta decorativa. La cromatura dura applica depositi più spessi (25-250 μm) per applicazioni industriali che richiedono un'estrema resistenza all'usura, tra cui cilindri idraulici, guide per macchine utensili e rulli da stampa.
I mattoni di cromite rivestono i forni per acciaio e i serbatoi per la fusione del vetro, resistendo a temperature superiori a 1800°C e alla corrosione delle scorie. I refrattari di cromite-magnesite consentono il funzionamento dei forni per cemento e la fusione dei metalli non ferrosi grazie all'eccezionale stabilità termica e all'inerzia chimica dell'ossido di cromo.
Il verde ossido di cromo (Cr₂O₃) fornisce un colore permanente a ceramiche, vernici e materie plastiche, con eccezionale stabilità ai raggi UV e resistenza chimica. I pigmenti di cromato di piombo creano gialli e arancioni brillanti per rivestimenti industriali, sebbene le normative ambientali ne limitino l'uso ad applicazioni specializzate.
Da dove proviene
102 mg/kg della crosta terrestre · più abbondante del 83% degli elementi
Il cromo si forma attraverso processi di combustione del silicio nelle stelle massicce, dove le temperature superano i 3 miliardi di Kelvin, permettendo reazioni di fusione nucleare che costruiscono elementi più pesanti del ferro. Le supernove di tipo Ia contribuiscono in modo significativo all'abbondanza di cromo attraverso la nucleosintesi esplosiva, disperdendo questo elemento nelle galassie mentre i resti stellari contribuiscono alla futura formazione dei pianeti.
La crosta terrestre contiene 185 parti per milione di cromo, concentrato principalmente nei giacimenti di cromite (FeCr₂O₄) formati attraverso processi magmatici. Il Complesso di Bushveld in Sudafrica contiene il 70% delle riserve globali di cromo in intrusioni ignee stratificate, mentre il Kazakistan e l'India ospitano importanti risorse aggiuntive.
I giacimenti podiformi di cromite si formano nei complessi ofiolitici, dove la crosta oceanica e le rocce del mantello sono esposte attraverso processi tettonici. I giacimenti stratiformi derivano dalla differenziazione magmatica in grandi intrusioni stratificate, creando strati continui di cromite sfruttati attraverso attività minerarie sotterranee.
L'estrazione della cromite richiede un'attenta selezione del minerale a causa dei diversi rapporti cromo-ferro che influenzano le applicazioni metallurgiche. La separazione per gravità e la separazione magnetica concentrano i minerali di cromite, mentre la fusione del ferrocromo in forni ad arco elettrico a 1700°C produce le leghe cromo-ferro essenziali per la produzione di acciaio inossidabile.
Manipolazione
I composti del cromo presentano livelli di tossicità drasticamente diversi a seconda dello stato di ossidazione. Il cromo esavalente (Cr⁶⁺) rappresenta un grave rischio cancerogeno, mentre il cromo trivalente (Cr³⁺) mostra una tossicità minima e svolge il ruolo di nutriente essenziale in tracce.
Il cromo esavalente causa cancro ai polmoni, perforazione del setto nasale e grave ulcerazione cutanea attraverso le sue forti proprietà ossidanti e i danni al DNA cellulare. Le operazioni di cromatura generano nebbie di acido cromico che richiedono sofisticati sistemi di ventilazione e protezione delle vie respiratorie. La saldatura degli acciai inossidabili produce fumi di cromo esavalente, rendendo necessari sistemi specializzati di aspirazione dei fumi.
La sorveglianza medica completa, la protezione delle vie respiratorie e i controlli tecnici sono obbligatori nelle attività che coinvolgono cromo esavalente. La ventilazione aspirante localizzata, i respiratori ad aria fornita e gli indumenti protettivi prevengono l'esposizione attraverso molteplici vie.
Risposte rapide
Cromo (simbolo Cr) è l'elemento 24 nella tavola periodica, appartenente a Metallo di transizione nel periodo 4, gruppo 6. L'elemento che dona brillantezza al cromo e rende "inossidabile" l'acciaio inossidabile. A temperatura ambiente è un solido.
[Ar] 3d⁵ 4s¹, con 4 gusci occupati e la distribuzione 2, 8, 13, 1.Cromo fonde a 2180 K (1906.9 °C) ed entra in ebollizione a 2944 K (2670.9 °C). Questo lo annovera tra gli elementi più refrattari: rimane solido a temperature che vaporizzano la maggior parte dei metalli.
La massa atomica standard di Cromo è 51.996 u. Si tratta di una media ponderata dei suoi isotopi presenti in natura, per questo raramente è un numero intero.
Cromo ha una densità di 7.15 g/cm³. L'acqua ha una densità di 1.0 g/cm³, quindi un blocco di Cromo è circa 7.2× più pesante.
Cromo ha un'elettronegatività di Pauling pari a 1.66. La scala va da 0.70 (francio, il meno incline ad attirare elettroni) a 3.98 (fluoro, il più incline). I valori in questa fascia intermedia tendono a formare legami covalenti anziché legami fortemente ionici.
Cromo è stato scoperto nel 1797 da Louis-Nicolas Vauquelin. Prende il nome da dal greco chroma, "colore".
Cromo costituisce informazioni 102 mg/kg della crosta terrestre: è abbastanza comune da poter essere estratto su larga scala.