24 Cr Cromo 51.996
Metallo di transizione d-block Period 4 Group 6

Cromo

Cr · Element 24 · Chromium group

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

STATO A 20°C solido
MASSA ATOMICA 51.996 u
ELECTRON CONFIGURATION [Ar] 3d⁵ 4s¹

Struttura

L'atomo di cromo

Non è un diagramma di punti su anelli, ma un campionamento Monte Carlo della densità di probabilità effettiva |ψ|² per ogni sottolivello occupato. Trascinate per ruotare. Il blu e il viola indicano segni opposti della funzione d'onda, rendendo possibile il legame.

Nuvola orbitale

Valori misurati

Scheda delle proprietà

Ogni barra mostra dove si colloca cromo tra tutti i 118 elementi per quella proprietà.

Fisico

Densità 7.15 g/cm³ 44%
Punto di Fusione 2180 K 86%
Punto di Ebollizione 2944 K 58%
Calore specifico 0.449 J/g·K
Conduttività Termica 93.9 W/m·K 80%

Atomico

Raggio Atomico 128 pm 20%
Raggio covalente 139 pm
Raggio di van der Waals 189 pm

Elettronico

Elettronegatività 1.66 55%
energia di ionizzazione 653.2 kJ/mol 44%
Affinità Elettronica 65.2 kJ/mol 55%

Presenza

Abbondanza nella crosta 102 mg/kg 83%

Identità

SimboloCr
Numero atomico24
Massa atomica51.9961 u
CategoriaMetallo di transizione
Bloccod
Struttura cristallinacubica a corpo centrato
Stati di ossidazione-2, -1, 0, +2, +3, +4, +5, +6
Scoperto1797
Scoperto daLouis-Nicolas Vauquelin

Fonti: masse atomiche standard IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. I valori contrassegnati da ~ sono predetti anziché misurati.

Dimensioni, in scala

How big is a cromo atom?

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

Intervallo termico

Solid, liquid, gas — and when

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

Dove si trova

Posizione nella tavola

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

OTHER METALLI DI TRANSIZIONE

All metalli di transizione

La storia

Che cos'è cromo e come lo abbiamo scoperto

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 resistenza 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 prima, 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 sottilissimo 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 gemme più preziose al 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 ricevono il loro straordinario colore verde dalle impurità di cromo (e vanadio) nei cristalli di berillo. Senza cromo, queste gemme sarebbero incolori. Ecco qualcosa di affascinante: il cromo esavalente (Cr⁶⁺) è altamente tossico e cancerogeno, mentre il cromo trivalente (Cr³⁺) è in realtà un nutriente essenziale che aiuta il corpo a elaborare il glucosio e i grassi. Questo dimostra come lo stesso elemento possa essere sia benefico sia dannoso a seconda della sua forma chimica.

The discovery of cromo

La scoperta del colore

Louis-Nicolas Vauquelin scoprì il cromo nel 1797 durante l'analisi del minerale crocoite (PbCrO₄) proveniente dalle miniere d'oro siberiane. Il brillante colore rosso-arancio 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.

Sviluppo industriale

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 da parte di Harry Brearley nel 1913 a Sheffield, in Inghilterra, rivoluzionò la domanda di cromo e pose le basi per la moderna metallurgia del cromo.

Applicazioni

A cosa serve cromo

Cromo: il creatore degli specchi

Il cromo trasforma il normale 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.

La rivoluzione dell'acciaio inossidabile

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 di 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% dell'approvvigionamento di cromo, rendendo possibili infrastrutture resistenti alla corrosione, dagli elettrodomestici da cucina agli impianti chimici.

Cromatura decorativa

I processi di galvanoplastica depositano strati di cromo ultrafini (0.25-2.5 μm) che creano finiture lucide come specchi su elementi decorativi automobilistici, 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 cilindri da stampa.

Applicazioni refrattarie

I mattoni di cromite rivestono i forni per acciaio e le vasche di 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.

Tecnologia dei pigmenti

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.

Cromo: ovunque guardiate

  • Cucina e home
    • Elettrodomestici in acciaio inossidabile (frigoriferi, lavastoviglie, forni)
    • Lavelli, rubinetti e utensili da cucina
    • Posate e utensili
    • Accessori e ferramenta per il bagno
  • Industria automobilistica
    • Paraurti e finiture cromati
    • Sistemi di scarico in acciaio inossidabile
    • Componenti del motore e dispositivi di fissaggio
    • Ruote e accessori decorativi
  • Apparecchiature mediche
    • Strumenti chirurgici e impianti
    • Apparecchiature e accessori ospedalieri
    • Strumenti odontoiatrici e dispositivi ortodontici
    • Apparecchiature e superfici di laboratorio
  • Materiali da costruzione
    • Pannelli architettonici e rivestimenti
    • Corrimano ed elementi strutturali
    • Sistemi di copertura e grondaie
    • Componenti per costruzioni marine
  • Applicazioni industriali
    • Apparecchiature per processi chimici
    • Componenti per centrali elettriche
    • Apparecchiature per raffinerie di petrolio
    • Macchinari per la lavorazione degli alimenti

Da dove proviene

Presenza in natura

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

Cromo: dalla sintesi stellare

Il cromo si forma attraverso processi di combustione del silicio nelle stelle massicce, dove le temperature superano i 3 miliardi di Kelvin, consentendo 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 pongono le basi per la futura formazione dei pianeti.

Distribuzione globale

La crosta terrestre contiene 185 parti per milione di cromo, concentrato principalmente nei giacimenti di cromite (FeCr₂O₄) formati attraverso processi magmatici. Il Complesso del 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.

Formazione della cromite

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.

Estrazione e lavorazione

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 nei forni ad arco elettrico a 1700°C produce le leghe cromo-ferro essenziali per la produzione di acciaio inossidabile.

Manipolazione

Sicurezza

Sicurezza del cromo: è necessaria una consapevolezza critica

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.

Rischi per la salute

Il cromo esavalente causa cancro ai polmoni, perforazione del setto nasale e gravi ulcerazioni cutanee attraverso le sue forti proprietà ossidanti e il danneggiamento del DNA cellulare. Le operazioni di cromatura generano nebbie di acido cromico che richiedono ventilazione sofisticata e protezione delle vie respiratorie. La saldatura degli acciai inossidabili produce fumi di cromo esavalente che rendono necessari sistemi specializzati di aspirazione dei fumi.

Limiti di esposizione

  • OSHA PEL: 0.005 mg/m³ per il cromo esavalente (TWA di 8 ore)
  • NIOSH REL: 0.001 mg/m³ per i composti cancerogeni del cromo
  • Cromo trivalente: 0.5 mg/m³ (metallo e sali insolubili)

Misure di sicurezza

La sorveglianza medica completa, la protezione delle vie respiratorie e i controlli tecnici sono obbligatori nelle operazioni con cromo esavalente. La ventilazione con aspirazione locale, i respiratori ad adduzione d'aria e gli indumenti protettivi prevengono l'esposizione attraverso molteplici vie.

Risposte rapide

Cromo: domande frequenti

What is Cromo?

Cromo (symbol Cr) is element 24 on the periodic table, a metallo di transizione 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 Cromo?

Cromo'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 Cromo?

Cromo 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 Cromo?

The standard atomic weight of Cromo 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 Cromo?

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

What is the electronegativity of Cromo?

Cromo 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 Cromo, and when?

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

How common is Cromo on Earth?

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