Природные стабильные изотопы: 50
Cr
(4,31%), 52
Cr (87,76%), 53
Cr (9,55%) и 54
Cr (2,38%). Из шести искусственных радиоактивных изотопов наиболее важен 51
Cr (период полураспада T1/2
= 27,8 сут
),
который применяется как изотопный индикатор
.
Историческая справка. Х. открыт в 1797 Л. Н. Вокленом
в минерале крокоите — природном хромате свинца PbCrO4
. Название Х. получил от греческого слова chroma — цвет, краска (из-за разнообразия окраски своих соединений). Независимо от Воклена Х. был открыт в крокоите в 1798 немецким учёным М. Г. Клапротом. Распространение в природе. Среднее содержание Х. в земной коре (кларк) 8,3x10-3
%. Этот элемент, вероятно, более характерен для мантии Земли
,
т.к. ультраосновные породы, которые, как полагают, ближе всего по составу к мантии Земли, обогащены Х. (2x10-1
%). Х. образует массивные и вкрапленные руды в ультраосновных горных породах; с ними связано образование крупнейших месторождений Х. (см. Хромовые руды
).
В основных породах содержание Х. достигает лишь 2x10-2
%, в кислых — 2,5x10-3
%, в осадочных породах (песчаниках) — 3,5x10-3
%, глинистых сланцах — 9x10-3
%. Х. — сравнительно слабый водный мигрант; содержание Х. в морской воде 0,00005 мг/л.
В целом Х. — металл глубинных зон Земли; каменные метеориты (аналоги мантии) тоже обогащены Х. (2,7x10-1
%). Известно свыше 20 минералов Х. Промышленное значение имеют только хромшпинелиды
(до 54% Cr); кроме того, Х. содержится в ряде др. минералов, которые нередко сопровождают хромовые руды, но сами не представляют практической ценности (уваровит
,
волконскоит, кемерит, фуксит). А. И. Перельман.
Физические и химические свойства. Х. — твёрдый, тяжёлый, тугоплавкий металл. Чистый Х. пластичен. Кристаллизуется в объёмноцентрированной решётке, а
= 2 885 (20 °С); при ~ 1830 °С возможно превращение в модификацию с гранецентрированной решёткой, а
= 3,69 . Атомный радиус 1,27 ; ионные радиусы Cr2+
0,83 , Cr3+
0,64 , Cr6+
0,52 Плотность 7,19 г/см3
; tпл
1890 °С; tкип
2480 °С. Удельная теплоёмкость 0,461 кдж/
(кг
xК.
)
[0,11 кал/(г
x°С)] (25°С); термический коэффициент линейного расширения 8,24x10-6
(при 20 °С); коэффициент теплопроводности 67 вм/
(м
xК
)
[0,16 кал/
(см
xсек
x°С
)]
(20 °С); удельное электросопротивление 0,414 мком
xм
(20°С); термический коэффициент электросопротивления в интервале 20—600 °С составляет 3,01x10-3
. Х. антиферромагнитен, удельная магнитная восприимчивость 3,6x10-6
. Твёрдость высокочистого Х. по Бринеллю 7—9 Мн/м2
(70—90 кгс/см2
).
Внешняя электронная конфигурация атома Х. 3d5
4s1
. В соединениях обычно проявляет степени окисления +2, +3, +6, среди них наиболее устойчивы Cr3+
; известны отдельные соединения, в которых Х. имеет степени окисления +1, +4, +5. Х. химически малоактивен. При обычных условиях устойчив к кислороду и влаге, но соединяется с фтором, образуя CrF3
. Выше 600 °С взаимодействует с парами воды, давая Cr2
O3
; азотом — Cr2
N, CrN; углеродом — Cr23
C6
, Cr7
C3
, Cr3
C2
; серой — Cr2
S3
. При сплавлении с бором образует борид CrB, с кремнием — силициды Cr3
Si, Cr2
Si3
, CrSi2
. Со многими металлами Х. даёт сплавы (см. Хромовые сплавы
).
Взаимодействие с кислородом протекает сначала довольно активно, затем резко замедляется благодаря образованию на поверхности металла окисной плёнки. При 1200 °С плёнка разрушается и окисление снова идёт быстро. Х. загорается в кислороде при 2000 °С с образованием темно-зелёной окиси Х. Cr2
O3
. Помимо окиси, известны др. соединения с кислородом, например CrO, CrO3
, получаемые косвенным путём (подробнее см. Хрома окислы
).
Х. легко реагирует с разбавленными растворами соляной и серной кислот с образованием хлорида и сульфата Х. и выделением водорода; царская водка и азотная кислота пассивируют Х.