Chrom

Chrom, Cr, je kov z 6. skupiny PSP. Je to velmi tvrdý, ale křehký kov. Využívá se jako součást slitin a antikorozní povrchová úprava.

Atomové číslo	24	Počet stabilních izotopů	3
Atomová hmotnost	51,9961	Elektronová konfigurace	[Ar] 3d5 4s1
Teplota tání [°C]	1906	Teplota varu [°C]	2670
Elektronegativita	1,66	Hustota [g.cm-3]	7,15

Kovový chrom je za laboratorní teploty poměrně stabilní, ale rozpouští se ve zředěné kyselině chlorovodíkové a sírové. V přírodě se vyskytuje jako součást železných rud. Důležitým minerálem chromu je krokoit PbCrO₄. Za laboratorní teploty je antiferomagnetický, jeho Néelova teplota je 38 °C. Nad touto teplotou je paramagnetický.

Izotopy

Přírodní chrom má čtyři stabilní izotopy a je známo 22 umělých radioizotopů.[10]

⁵¹Cr

Izotop ⁵¹Cr je radioizotop chromu s nejdelším poločasem přeměny, 27,70 dní. Přeměňuje se záchytem elektronu na ⁵¹V.

Připravuje se ostřelováním izotopu ⁵⁰Cr neutrony, zpravidla se využívá kovový chrom nebo oxid chromitý (Cr₂O₃) obohacený tímto izotopem, aby byl výtěžek dostatečný.

$$^{50}_{24}\textrm{Cr + }^1_0\textrm{n}\ \rightarrow\ ^{51}_{24}\textrm{Cr + }\gamma$$

Využívá se jako radioaktivní značka, diagnostické radiofarmakum a také v hematologii ke studiu červených krvinek.

Využití

Většina chromu se využívá ve slitinách, menší část pak i v chemickém průmyslu.

Slitina Ni-Cr

Slitina 90 % niklu s 10 % chromu se využívá při konstrukci termočlánků.

Sloučeniny

Ve sloučeninách se vyskytuje převážně v oxidačním stavu II, III a VI, přičemž sloučeniny Cr^VI jsou karcinogenní. Nejstabilnějším oxidačním stavem je III.

Oxidační stav VI

V oxidačním stavu VI se s chromem setkáváme u chromanů a dichromanů.

Chromany jsou zpravidla žluté, dichromany pak oranžové. Chroman můžeme na dichroman převést okyselením jeho vodného roztoku, zpět se pak dostaneme přídavkem hydroxidu:

2 K₂CrO₄ + 2 HCl → K₂Cr₂O₇ + 2 KCl + H₂O
K₂Cr₂O₇ + 2 KOH → 2 K₂CrO₄ + H₂O

Dichroman draselný se využívá jako odměrný roztok v bichromatometrii.

Dichroman amonný lze velmi snadno a efektně termicky rozložit za vzniku oxidu chromitého, dusíku a vody. Během této reakce dochází k tzv. vnitřnímu hoření, dichromanový anion je oxidovadlo a amonný kation redukovadlo.

(NH₄)₂Cr₂O₇ (s) → Cr₂O₃ (s) + N₂ (g) + 4 H₂O (g)

Halogenidy chromylu

Fluorid chromylu, CrO₂F₂, je fialová, pevná látka. Jeho tavenina je zbarvená do červena. Poprvé byl popsán již roku 1952, kdy byl připraven reakcí oxidu chromového s fluorovodíkem:[6]

CrO₃ + 2 HF → CrO₂F₂ + H₂O

Je to velmi silné oxidační a fluorační činidlo, proto s ním lze manipulovat pouze v plastových lahvích bez obsahu kovů a křemíku:[7]

CrO₂F₂ + MO → MF₂ + CrO₃
CrO₂F₂ + 2 MF → M₂[CrO₂F₄]

Reaguje i s Lewisovými kyselinami, dokáže např. vyvázat organickou kyselinu z jejího anhydridu a vytvořit acylfluorid:[7]

CrO₂F₂ + 2 (CF₃CO)2O → (CF₃COO)₂CrO₂ + 2 CF₃COF

Chlorid chromylu, CrO₂Cl₂, je červenonědá kapalia, kterou můžeme připravit reakcí dichromanu s kyselinou chlorovodíkovou. Tato reakce probíhá v přítomnosti kyseliny sírové jako dehydratačního činidla:[8]

K₂Cr₂O₇ + 6 HCl → 2 CrO₂Cl₂ + 2 KCl + 3 H₂O

nebo oxidu chromového s bezvodým chlorovodíkem:

CrO₃ + 2 HCl → CrO₂Cl₂ + H₂O

Je to taky silné oxidační činidlo, dokáže např. oxidovat toluen na benzaldehyd, tato reakce se označuje jako Étardova reakce:

Čtverná vazba

U chromu se setkáváme i s vyššími vazebnými řády. Příkladem sloučeniny se čtvernou vazbou je octan chromnatý. Jedna vazba je typu σ, dvě π a poslední vazba vzniká překryvem všech čtyř laloků d-orbitalů, označuje se jako δ (delta).

Lze jej připravit redukcí chloridu chromitého zinkem a následným srážením chromnatých iontů octanem:[4]

2 CrCl₃ + Zn → 2 CrCl₂ + ZnCl₂
2 CrCl₂ + 4 NaOAc + 2 H₂O → Cr₂(OAc)₄(H₂O)₂ + 4 NaCl

Paterná vazba

Tento typ vazby byl poprvé posán v roce 2005 u sloučeniny chromu připravené redukcí dimerní sloučeniny pomocí draselného interkalátu grafitu. Pro stabilizaci této vazby je nutné použít objemný ligand, např. (2,6-[(2,6-diisopropyl)fenyl]fenyl).[5]

NMR

Chrom má jeden NMR aktivní izotop – ⁵³Cr. Je to kvadrupolární jádro s nízkou citlivostí. Standardem je nasycený roztok chromanu draselného (K₂CrO₄) v D₂O.[9]

	53Cr
Spin	3/2
Zastoupení v přírodě [%]	9,501 %
Citlivost vzhledem k 1H	8,63×10-5
Citlivost vzhledem k 13C	0,507
Rozsah chemických posunů	-1795 – 0 ppm
Rezonanční frekvence v poli 1 T	2,4115
Jaderný magnetický moment	-0,47454

Odkazy

1. Chrom na české wikipedii
2. Chrom na anglické wikipedii
3. 53Cr NMR
4. Anyhdrous Chromium(II) Acetate, Chromium(II) Acetate 1-Hydrate, and Bis(2,4-Pentanedionato)Chromium (II)
5. ‚Quintuple‘ Bond Makes Its Debut
6. Pure Chromyl Fluoride
7. The chemistry of chromyl fluoride III. Reactions with inorganic systems
8. Chromyl Chloride [Chromium(VI) Dioxychloride]
9. (⁵³Cr) Chromium NMR
10. HÁLA, Jiří. Radioaktivní izotopy. Tišnov: Sursum, 2013. ISBN 978-80-7323-248-1. S. 94-97

Navigace

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

H

He

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

La

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

Ac

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Lv

Ts

Og

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr