24Cr51.996

原子序数 24 · 过渡金属

Cr

别名: Chromium

铬是一种坚硬、有光泽的钢灰色金属,不易失去光泽。不锈钢之所以“不锈”、镀铬层之所以闪亮,都要归功于它;红宝石的红和祖母绿的绿,也都来自铬的化合物。

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主要性质

原子序数24
原子量51.996 (CIAAW 2024 简化标准原子量)
分类过渡金属
6
周期4
d
物态(25 °C,1 atm)固态
熔点2180 K (1906.8 °C)
沸点2944 K (2670.8 °C)
密度7.15 g/cm³
电负性(鲍林标度)1.66
原子半径(范德华半径)189 pm
第一电离能6.767 eV
电子亲和能0.666 eV
氧化态+6, +3, +2
发现1797

电子排布

简写
[Ar]3d5 4s1
完整
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1
各电子层电子数
2 · 8 · 13 · 1

轨道表示式

1s2↑↓
2s2↑↓
2p6↑↓↑↓↑↓
3s2↑↓
3p6↑↓↑↓↑↓
3d5
4s1

在周期表中的位置

发现历史

18世纪,产自乌拉尔山别廖佐夫斯基矿山的一种醒目的橙红色矿物——人称“西伯利亚红铅”——引起了欧洲化学家的注意。它今天被称为铬铅矿,即铬酸铅。

1797年,法国化学家 路易-尼古拉·沃克兰 用酸处理这种矿物,得到一种新的氧化物。次年即 1798年,他把它与木炭一同加热,分离出了金属本身。他还在红宝石和祖母绿中检测到铬,从而解释了它们的颜色。大约同一时期,马丁·海因里希·克拉普罗特和托比亚斯·洛维茨也独立研究了这种矿物。

19世纪,铬首先在颜料领域打开了大市场;到了20世纪,随着20世纪10年代发明的不锈钢以及电镀技术的出现,铬成为一种重要的工业金属。

名称由来

名称来自希腊语 chroma,意为颜色,因为铬的化合物呈现出众多鲜艳的色彩:黄色的铬酸盐、橙色的重铬酸盐、绿色的氧化铬等等。元素符号为 Cr。

主要用途

  • 不锈钢:含铬至少约10.5%的钢会形成一层能自我修复的氧化膜,防止生锈。这是铬迄今为止最大的用途。
  • 电镀:薄薄的镀铬层赋予水龙头、汽车装饰件和工具明亮、坚硬、耐腐蚀的表面。
  • 高温合金:镍铬合金能在喷气发动机和电热元件中承受高温。
  • 皮革:三价铬盐被广泛用于鞣制皮革。
  • 颜料与耐火材料:氧化铬绿是一种稳定的颜料,铬铁矿砖则用作炉衬。

同位素

铬有四种稳定同位素:铬-50、铬-52(约84%)、铬-53和铬-54。由锰-53衰变产生的铬-53含量的变化,有助于测定太阳系早期陨石形成的年代。放射性的 铬-51 半衰期约28天,在医学上曾用于标记红细胞,以测量其寿命和血容量。

日常生活中

铬的安全性在很大程度上取决于它的化学形态。存在于全谷物、西兰花等食物中的 三价铬,一般被认为是参与葡萄糖代谢的微量营养素,但其确切作用仍有争议。某些工业工艺中使用的 六价铬 化合物,被吸入或摄入后有毒且致癌,其使用受到严格管制。

不锈钢餐具、水槽和炊具是家中最常见的含铬制品。

小知识

  • 铬的熔点约为2,180 K(1,907 °C)。
  • 铬是最硬的纯金属之一,莫氏硬度约为8.5。
  • 红宝石的红色和祖母绿的绿色,都来自处于不同晶体环境中的微量铬。

同族元素 (6)

数据来源 · 性质:PubChem Periodic Table(美国 NIH/NLM 公开数据)· 原子量:CIAAW 2024 简化标准原子量 · 名称:Wikidata(CC0),韩文名称遵循大韩化学会。获取日期 2026-09-23。