Хром — металл или неметалл¶

Хром (Cr, лат. Chromium) — химический элемент 6-й группы периодической таблицы Менделеева, атомный номер 24. Относится к классу переходных металлов. При нормальных условиях представляет собой твёрдое серебристо-голубоватое вещество с высокой твёрдостью и характерным металлическим блеском. Короткий ответ на вопрос «хром — металл или неметалл»: хром — металл, причём типичный переходный металл, однако проявляет некоторые свойства, характерные для неметаллов (кислотность оксидов, образование оксокислот).

¶Физические свойства

Хром — один из самых твёрдых металлов, уступающих по этому показателю лишь вольфраму и осмию. При температурах ниже 38 °C обнаруживает парамагнитные свойства, при более высоких — диамагнитные.

¶Химические свойства

В обычных условиях хром покрыт тонкой оксидной плёнкой, что придаёт ему пассивность и устойчивость к коррозии. В разбавленных кислотах и на воздухе металл практически инертен, однако в горячей концентрированной серной и соляной кислотах растворяется с выделением водорода.

Основные степени окисления: +2, +3 и +6. Наиболее устойчивой и распространённой является степень +3, образующая соединения, например оксид хрома(III) Cr₂O₃ — зелёное вещество, входящее в состав природного минерала хромита.

Степень окисления +6 характерна для хромата (CrO₄²⁻) и дихромата (Cr₂O₇²⁻) — соединений, отличающихся высокой окислительной способностью. Известны и соединения хрома со степенью окисления +2, обладающие восстановительными свойствами.

Интересной особенностью хрома является амфотерность его оксида Cr₂O₃: он реагирует и с кислотами, и со щелочами. Дихромовая кислота H₂Cr₂O₇ — сильная кислота, что роднит хром с неметаллами: у большинства металлов оксиды и гидроксиды имеют основный характер.

¶Происхождение названия

Название элемента происходит от греч. χρῶμα — «цвет», «краска», что связано с яркой окраской множества его соединений: жёлтые хроматы, оранжевые дихроматы, зелёный оксид хрома(III), синий оксид хрома(II).

¶История открытия

В 1797 году французский химик Луи Никола Воклен обнаружил в уральском минерале «свинцовом блеске» (пирохроме) новый элемент, выделив его в виде оксида. Воклен восстановил оксид углём и получил металл — серебристо-голубой, твёрдый и хрупкий. В честь яркой окраски соединений элемент получил название хром.

В России первые крупные месторождения хромитов были открыты на Урале в начале XIX века. В 1803 году на Бобровке в Пермской губернии был запущен первый в мире завод по промышленной выплавке хрома.

¶Месторождения и добыча

Главный промышленный источник хрома — минерал хромит (FeCr₂O₄), входящий в группу шпинелей. Крупнейшие мировые запасы сосредоточены в ЮАР, Казахстане, Индии, Турции, Финляндии и на Мадагаскаре. Россия также обладает значительными запасами: основные месторождения расположены в Северо-Западном Приуралье (Хабарзинское, Вежайчинское, Saraninskoe и другие).

¶Применение

Хром и его сплавы находят широкое применение:

• Хромирование — нанесение тонкого слоя хрома на поверхность металлических изделий для повышения коррозионной стойкости и декоративного блеска.
• Нержавеющая сталь — хром (обычно 10,5–30 %) входит в состав коррозионно-стойких сталей, обеспечивая пассивацию поверхности.
• Жаропрочные сплавы — хром добавляется в сплавы на никелевой основе, работающие при высоких температурах.
• Огнеупорные материалы — хромит применяется в производстве огнеупорного кирпича для металлургических печей.
• Пигменты и краски — соединения хрома (оксид хрома, цинковый хромат, хромовый оксид) используются как зелёные и жёлтые пигменты.
• Химическая промышленность — дихромат натрия и калия применяются как окислители, в кожевенном производстве, текстильной промышленности.

¶Биологическая роль и токсичность

Трёхвалентный хром (Cr³⁺) входит в состав некоторых ферментов и, по ряду данных, участвует в регуляции уровня глюкозы в крови. Шестивалентный хром (Cr⁶⁺) — сильный яд и канцероген; соединения Cr(VI) вызывают повреждение слизистых оболочек, аллергические реакции и рак лёгких при длительном вдыхании.

¶Примечания

Хром — переходный металл, но наряду с типично металлическими свойствами (электропроводность, ковкость в расплавленном состоянии, образование сплавов) демонстрирует свойства, характерные для неметаллов: кислотный характер высших оксидов, образование оксокислот, амфотерность оксида. Эта двойственность делает хром одним из наиболее неоднозначных элементов по своему положению в классификации.

¶Источники

• «Периодическая таблица химических элементов Д. И. Менделеева»
• В. А. Руденко, Ю. П. Симанов. «Хром: руды, металлы, сплавы»
• Н. Н. Эфимов. «Элементы технической химии»
• Encyclopaedia Britannica: Chromium
• «Большая российская энциклопедия»: Хром