- Карактеристике и својства
- Хромова хемијска структура
- Оксидациони број
- Цр (-2, -1 и 0)
- Цр (И) и Цр (ИИ)
- Цр (ИИИ)
- Цр (ИВ) и Цр (В)
- Цр (ВИ): пар хромат-дихромат
- Хром користи
- Као бојило или пигменти
- У хрому или металургији
- Прехрамбени
- Где се налази?
- Референце
Хром (Цр) је метални елемент групе 6 (ВИБ) периодног система. Тона овог метала се производи годишње екстракцијом из хромитског минерала гвожђа или магнезијума (ФеЦр 2 О 4 , МгЦр 2 О 4 ), који се редукују угљеном да би се добио метал. Врло је реактиван, и само у врло смањеним условима је у свом чистом облику.
Име јој потиче од грчке речи 'цхрома', што значи боја. То је име добио по вишеструким и интензивним бојама које су изложена једињења хрома, неорганска или органска; од црне чврсте материје или раствора до жуте, наранџасте, зелене, љубичасте, плаве и црвене боје.
Цхроме крокодил. Сребрни крокодил метални модел Аллигатор. Извор: Макпикел
Међутим, боја металног хрома и његових карбида је сребрнасто сивкаста. Ова карактеристика се користи у техници хромирања како би се многим структурама дале сребрне искре (попут оних које се виде у крокодилу на слици изнад). Тако се „купањем са хромом“ комадима даје сјај и велика отпорност на корозију.
Хром у раствору брзо реагује са кисеоником у ваздуху и формира оксиде. У зависности од пХ и оксидационих услова медијума, он може стећи различите оксидационе бројеве, при чему је (ИИИ) (Цр 3+ ) најстабилнији од свих. Сходно томе, зелена Хром (ИИИ) оксид (Цр 2 О 3 ) је најстабилнији својих оксида.
Ови оксиди могу да ступају у интеракцију са другим металима у окружењу, узрокујући, на пример, пигмент сибирског црвеног олова (ПбЦрО 4 ). Овај пигмент је жуто-наранџасти или црвени (према алкалности), а из њега је француски научник Лоуис Ницолас Ваукуелин изоловао метални бакар, због чега је награђен као његов откривач.
Његови минерали и оксиди, као и мали метални бакар, чине овај елемент 22. место најзаступљенијих у земљиној кори.
Хемија хрома је веома разнолика јер може да формира везе са скоро читавом периодичном табелом. Свако од његових једињења има боје које зависе од оксидационог броја, као и врсте које у њему комуницирају. Исто тако, он формира везе са угљеником, интервенишући у великом броју органометалних једињења.
Карактеристике и својства
Хром је метал сребра у свом чистом облику, са атомским бројем 24 и молекулском масом од око 52 г / мол ( 52 Цр, његов најстабилнији изотоп).
С обзиром на снажне металне везе, има тачке топљења (1907 ° Ц) и тачке кључања (2671 ° Ц). Такође, његова кристална структура чини метал веома густим (7,19 г / мЛ).
Не реагује са водом да формира хидроксиде, али реагује са киселинама. Оксидира са кисеоником у ваздуху, стварајући углавном хромни оксид, који је широко кориштен зелени пигмент.
Ови оксидни слојеви стварају оно што је познато као пасивација, штитећи метал од даље корозије, јер кисеоник не може да продре у метални синус.
Његова електронска конфигурација је 4с 1 3д 5 , а сви електрони нису упарени, те стога показује парамагнетна својства. Међутим, парење електронских спинова може се догодити ако се метал подвргне ниским температурама, стицањем других својстава као што је антиферромагнетизам.
Хромова хемијска структура
Оригиналним ПНГ-овима Даниел Маиер, ДрБоб, тражени у Инксцапе-у од корисника: Станнеред (Кристална грађе), виа Викимедиа Цоммонс
Каква је структура хромираног метала? У свом чистом облику, хром претпоставља телесно концентрирану кубну кристалну структуру (ццм или бцц). То значи да се атом хрома налази у центру коцке, чије су ивице заузете другим хромима (као на горњој слици).
Ова структура је одговорна за хром који има високе талиште и врелиште, као и високу тврдоћу. Атоми бакра преклапају се с и д орбитале да би формирали траке проводљивости према теорији појаса.
Тако су оба бенда напола пуна. Зашто? Пошто је његова електронска конфигурација 4с 1 3д 5 и као орбитала може сместити два електрона, а д орбитала десет. Тада су само половина бендова формираних њиховим преклапањем заузета електронима.
Са ове две перспективе - кристална структура и метална веза - многа физичка својства овог метала могу се објаснити у теорији. Међутим, ни једно ни друго не објашњава зашто хром може имати различита оксидациона стања или бројеве.
Ово би захтевало дубоко разумевање стабилности атома у односу на електронске спинове.
Оксидациони број
Пошто је електронска конфигурација хрома 4с 1 3д 5, она може добити до један или два електрона (Цр 1– и Цр 2– ) или их изгубити да добију различите оксидационе бројеве.
Дакле, ако хром изгуби електрон, био би то 4с 0 3д 5 ; ако изгуби три, 4с 0 3д 3 ; и ако их све изгуби, или оно што је једнако, био би изоелектронски аргон.
Хром не губи нити не добија електроне пуком ћудљивошћу: мора постојати врста која их донира или прихваћа како би прешла из једног броја оксидације у други.
Хром има следеће бројеве оксидације: -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 и +6. Од тога је +3, Цр 3+ најстабилнији и стога преовлађује од свих; затим +6, Цр 6+ .
Цр (-2, -1 и 0)
Хром није вероватно да ће добити електроне, јер је метал, и стога је његова природа да их донира. Међутим, он се може координирати с лигандима, то јест молекулама који у интеракцији са металним центром врше дативну везу.
Једно од најпознатијих је угљен-моноксид (ЦО), који формира хексакарбонилно једињење хрома.
Ово једињење има молекуларну формулу Цр (ЦО) 6 , а пошто су лиганди неутрални и не стварају никакав набој, тада Цр има оксидациони број 0.
Ово се такође може приметити код других органометалних једињења, као што су бис (бензен) хром. У последњем, хром је окружен са два бензонска прстена у молекуларној структури сличној сендвичу:
Бен Миллс, из Викимедиа Цоммонс
Многа друга Цр (0) једињења могу настати из ова два органометална једињења.
Су пронађени соли где интерацт са натријум катјона, што значи да Цр мора имати негативан број оксидациони привући позитивна наелектрисања: ЦР (-2), на 2 и Цр (-1), На 2 .
Цр (И) и Цр (ИИ)
Цр (И) или Цр 1+ настаје оксидацијом управо описаних органометалних једињења. Ово се постиже оксидационим лигандима, као што ЦН или НО, формирајући на пример, једињење К 3 .
Овде чињеница да постоје три К + катиона имплицира да хромов комплекс има три негативна набоја; такође лиганд ЦН - доприноси пет негативних наелектрисања, тако да између Цр и НО морају додати два позитивна набоја (-5 + 2 = -3).
Ако је НО неутралан, онда је Цр (ИИ), али ако има позитивно наелектрисање (НО + ), онда је Цр (И).
С друге стране, једињења Цр (ИИ) су чешћи, међу њима следеће: Хром (ИИ) хлорид (црцл 2 ), цхромоус ацетат (Цр 2 (О 2 ЦЦХ 3 ) 4 ), хром оксид ( ИИ) (ЦрО), хром (ИИ) сулфид (ЦрС) и још много тога.
Цр (ИИИ)
Од свих, она је највећа стабилност, јер је у ствари производ многих оксидативних реакција хроматних јона. Можда његова стабилност је због свог електронског Д конфигурацији 3 , у ком три електрони заузимају три мање-енергетских д орбитала у поређењу са друга два енергичнијих оне (д-орбитални дуплирањем).
Нај Представник Једињење овог оксидационог броја је хром (ИИИ) оксид (Цр 2 О 3 ). У зависности од лиганда које се координирају, комплекс ће показати једну или другу боју. Примери ових једињења су: Цл, Цр (ОХ) 3 , ЦРФ 3 , 3+ , итд
Иако хемијска формула на први поглед не показује, хром обично има октаедарску координациону сферу у својим комплексима; то јест, налази се у центру октаедра, где су његови врхови постављени лигандима (укупно шест).
Цр (ИВ) и Цр (В)
Једињења у којима Цр 5+ учествује су врло мала, услед електронске нестабилности поменутог атома, поред чињенице да се лако оксидује у Цр 6+ , много стабилнија јер је изоелектронска у односу на племенити аргон.
Међутим, Цр (В) једињења се могу синтетизовати под одређеним условима, као што је висок притисак. Исто тако, имају тенденцију распадања на умереним температурама, што онемогућава њихову примену јер немају топлотни отпор. Неке од њих су: ХБИ 5 анд К 3 (О 2 2- је пероксид ањон).
С друге стране, Цр 4+ релативно стабилнији, у стању да синтетише своје халогени једињења: ХБИ 4 , црцл 4 и ЦрБр 4 . Међутим, они су такође подложни разградњи редокс реакцијама да би се добили атоми хрома са бољим бројевима оксидације (као што су +3 или +6).
Цр (ВИ): пар хромат-дихромат
2 2- + 2Х + (Иеллов) => 2 + Х 2 О (Оранге)
Горња једнаџба одговара киселој димеризацији два хроматна јона да би се добио дихромат. Промена пХ изазива промену интеракција око металног средишта Цр 6+ , које се такође очитује у боји раствора (од жуте до наранџасте или обрнуто). Дихромат се састоји од моста О 3 Цр-О-ЦрО 3 .
Цр (ВИ) једињења имају својства да буду штетна и чак канцерогена за људско тело и животиње.
Како? Студије говоре да ЦрО 4 2- јони укрштају ћелијске мембране дејством протеина који преносе сулфат (оба јона су у ствари слична величина).
Редукциони агенси унутар ћелија смањују Цр (ВИ) до Цр (ИИИ), који се акумулира неповратно координирајући на специфична места на макромолекулама (као што је ДНК).
Једном када је ћелија контаминирана вишком хрома, она не може напустити због недостатка механизма који би је преносио назад кроз мембране.
Хром користи
Као бојило или пигменти
Хром има широк спектар примене, од боје за различите типове тканина, до протектора који красе металне делове у оном што је познато као хромирање, које се могу направити од чистог метала, или са Цр (ИИИ) једињењима или Цр (ВИ).
Кровни флуорид (ЦРФ 3 ), на пример, се користи као средство за бојење за вунене тканине; хромат сулфат (Цр 2 (СО 4 ) 3 ), користи се за бојење емајла, керамике, боја, мастила, лакова, а служи и за хром метале; а хром оксид (Цр 2 О 3 ) такође користи где је потребна његова атрактивна зелена боја.
Дакле, било којем минералу хрома са интензивним бојама може се одредити да обоји структуру, али након тога се поставља чињеница да ли су ова једињења опасна или нису за животну средину или здравље појединаца.
У ствари, његова отровна својства користе се за очување дрвета и других површина од напада инсеката.
У хрому или металургији
Челику се додају и мале количине хрома како би се ојачао против оксидације и побољшао његов сјај. То је због чињенице да је у стању да формира сивкасте карбиде (Цр 3 Ц 2 ) који су врло отпорни када реагују са кисеоником у ваздуху.
Пошто се хром може полирати на сјајним површинама, хром садржи сребрне дезене и боје као јефтинију алтернативу за ове намене.
Прехрамбени
Неки расправљају да ли се хром може сматрати битним елементом, односно неопходним у свакодневној исхрани. Присутан је у неким намирницама у врло малим концентрацијама, попут зеленог лишћа и парадајза.
Исто тако, постоје протеински додаци који регулишу активност инсулина и поспешују раст мишића, као што је случај са хромовим полиницотинатом.
Где се налази?
Извор: Пикабаи
Хром се налази у великом броју минерала и драгуља, попут рубина и смарагда. Главни минерал из које је екстрахован хрома је хромат (МЦР 2 О 4 ), где М може бити било која друга метална са којом хром оксид повезан. Ове мине обилују у Јужној Африци, Индији, Турској, Финској, Бразилу и другим земљама.
Сваки извор има једну или више хромитних варијанти. На овај начин се за сваки М (Фе, Мг, Мн, Зн, итд.) Појављује различит минерал хрома.
За екстракцију метала потребно је смањити минерал, то јест, направити средиште метала хрома како би стекли електроне дејством редукционог средства. То се ради са угљеником или алуминијумом:
ФеЦр 2 О 4 + 4Ц => Фе + 2ЦР + 4ЦО
Такође се налази хромит (ПбЦрО 4 ).
Генерално, у сваком минералу где ион Цр 3+ може заменити Ал 3+ , оба са мало сличним јонским полумјерима, он садржи нечистоћу која резултира другим природним извором овог невероватног, али штетног метала.
Референце
- Тененбаум Е. Цхромиум. Преузето са: цхемистри.помона.еду
- Википедиа. (2018). Хром. Преузето са: ен.википедиа.орг
- Др Анне Марие Хелменстине (6. априла 2018.). Која је разлика између Цхроме-а и Цхромиум-а? Преузето са: тхинкцо.цом
- НВ Мандицх. (деветнаест деведесет пет). Хемија хрома. . Преузето са: цитесеерк.ист.псу.еду
- Цхемистри ЛибреТектс. Хемија хрома. Преузето са: цхем.либретектс.орг
- Саул 1. Схупацк. (1991). Хемија хрома и неки резултирајући аналитички проблеми. Прегледано са: нцби.нлм.них.гов
- Адвамег, Инц. (2018). Хром. Преузето са: цхемистриекплаинед.цом