Часть II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Раздел 14. МЕТАЛЛЫ ПОБОЧНЫХ ПОДГРУПП

§ 14.2. Хром

Распространение в природе. Хром встречается в виде соединений в различных минералах. Самый распространенный минерал хромит, или хромистый железняк FeCr₂O₄, богатые месторождения которого имеются на Урале и в Казахстане. Общее содержание хрома в земной коре составляет 0,03%. Хром обнаружен на Солнце, звездах и в метеоритах.

Добывания. Металлический хром добывают восстановлением оксида хрома(III) при нагревании с алюминием:

Сr₂О₃ + 2Аl = Аl₂О₃ + 2Сr.

Металлический хром добывают также электролизом водных растворов соединений хрома.

Физические свойства. Хром - серовато-белый блестящий металл. Из металлов он самый твердый, его плотность 7,2 г/см³, т. пл. 1 855°С. Природный хром состоит из смеси пяти изотопов с массовыми числами 50, 52, 53, 54 и 56. Радиоактивные изотопы добытые искусственно.

Химические свойства. Размещение электронов на 3d - и 4s- орбиталях атома хрома можно представить схемой

Отсюда следует, что хром может проявлять в соединениях различные степени окисления - от +1 до +6; из них самые стойкие соединения

хрома со степенями окисления +2, +3, +6. Следовательно, в образовании химических связей берет участие не только электрон внешнего уровня, но и пять электронов d-подуровня второго снаружи уровня.

На поверхности хрома, как и алюминия, образуется оксидная пленка Сr₂О₃. Поэтому хром в разбавленных сульфатной и хлоридной кислоте начинает растворяться не сразу, а после растворения оксидной пленки:

Сr + 2Н⁺ = Сr²⁺ + Н₂↑.

В нитратной и концентрированной сульфатной кислотах хром не растворяется, поскольку его оксидная пленка укрепляется, то есть хром переходит в пассивное состояние. По этой же причине не взаимодействуют с хромом разведены сульфатная и хлоридная кислоты, содержащие растворенный кислород. Пассивацию хрома можно устранить очисткой поверхности металла. При высокой температуре хром горит в кислороде, образуя оксид Сr₂О₃. Раскаленный хром реагирует с парами воды:

2Cr + 3H₂PO ⇆ Сr₂О₃ + 3Н₂↑.

Металлический хром при нагревании реагирует также с галогенами, галогеноводнями, серой, азотом, фосфором, углем, кремнием и бором. Например:

Сr + 2HF = CrF₂ + Н₂↑; 2Cr + N₂ = 2CrN;

2Cr + 3S = Cr₂S; Cr + Si = CrSi.