LÝ THUYẾT VỀ CROM

CROM I. Vị trí và cấu tạo 1. Vị trí của crom trong bảng tuần hoàn Crom là kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm VIB, chu kì 4, có số hiệu nguyên tử là 24. 2. Cấu tạo của crom a. Cấu hình electron nguyên tử Nguyên tử crom có 24 electron, được phân bố thành 4 lớp : Lớp thứ nhất có 2e, l ớp thứ hai có 8e, lớp thứ ba có 13e và lớp ngoài cùng có 1e. Crom là nguyên tố d, có cấu hình electron nguyên tử 1s22s22p63s23p63d54s1, hoặc có thể viết gọn là [Ar]3d54s1 và viết dưới dạng ô lượng tử là : ­ ­ ­ ­ ­ ­ 5 [Ar] 3d 4s1 Những kim loại nhóm A, như kim loại kiềm (nhóm IA), kim lo ại ki ềm th ổ (nhóm IIA) và nhôm (nhóm IIIA) chỉ có electron lớp ngoài cùng tham gia phản ứng hoá học và trong h ợp chất, chúng có số oxi hoá không đổi. Khác với chúng, nguyên tử crom khi tham gia ph ản ứng hoá học không chỉ có electron ở phân lớp 4s, mà có cả electron ở phân lớp 3d. Do đó, trong các hợp chất, crom có số oxi hoá biến đổi từ +1 đến +6. Phổ biến hơn cả là các số oxi hoá +2, +3, +6. b. Cấu tạo của đơn chất Ở nhiệt độ thường, kim loại crom có cấu tạo mạng tinh th ể l ập ph ương tâm kh ối là ki ểu mạng có cấu tạo đặc chắc. 3. Một số tính chất khác Bảng dưới đây cho biết một số tính chất khác của crom : Bán kính nguyên tử (nm) Độ âm điện 0,13 1,61 Năng lượng ion hoá (kJ/mol) I1 I2 I3 650 1590 2990 Eo Bán kính ion (nm) 3+ Cr - 0,74 /Cr (V) Cr2+ Cr3+ 0,084 0,069 II. Tính chất vật lí Crom có màu trắng ánh bạc, rất cứng (rạch đ ược thu ỷ tinh, c ứng nh ất trong s ố các kim loại, độ cứng chỉ kém kim cương), khó nóng chảy (t nc 1890oC). Crom là kim loại nặng, có khối lượng riêng là 7,2 g/cm3. III. Tính chất hoá học 1. Tác dụng với phi kim Giống như kim loại nhôm, ở nhiệt độ thường trong không khí, kim loại crom t ạo ra màng mỏng crom(III) oxit có cấu tạo mịn, đặc chắc và bền vững bảo vệ. Ở nhiệt đ ộ cao, crom kh ử được nhiều phi kim. Ví dụ : o to ® 2 4 Cr + 3O2 ¾¾ +3 Cr2 O3 o +3 ® 2 CrCl3 2 Cr + 3Cl2 ¾¾ 2. Tác dụng với nước to EoCr3+ Cr = -0,86 V), nhưng không tác dụng được với Crom có thế điện cực chuẩn nhỏ ( nước do có màng oxit bảo vệ. 3. Tác dụng với axit Trong dung dịch HCl, H 2SO4 loãng nóng, màng oxit bị phá huỷ, crom khử ion H + tạo ra muối Cr(II) và khí hiđro. +2 o CrCl 2 Cr + 2HCl ® + H2 Tương tự nhôm, crom không tác dụng với axit HNO 3 và H2SO4 đặc, nguội mà các axit này làm cho kim loại crom trở nên thụ động. IV. Ứng dụng Crom có nhiều ứng dụng thiết thực trong công nghiệp và trong đời sống. Trong công nghiệp, crom được dùng để sản xuất thép : - Thép chứa từ 2,8 – 3,8% crom có độ cứng cao, bền, có khả năng chống gỉ. - Thép có chứa 18% crom là thép không gỉ (thép inoc). - Thép chứa từ 25 – 30% crom có tính siêu cứng, dù ở nhiệt độ cao. Trong đời sống, nhiều đồ vật bằng thép được mạ crom. Lớp mạ crom vừa có tác dụng bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn, vừa tạo vẻ đẹp cho đồ vật. Ví dụ, bộ đồ ăn, d ụng c ụ nhà bếp và những đồ vật khác được mạ crom. V. Sản xuất Trong tự nhiên không có crom ở dạng đơn chất mà chỉ có ở dạng hợp chất (chiếm 0,03% khối lượng vỏ Trái Đất). Hợp chất phổ biến nhất của crom là quặng cromit sắt FeO.Cr 2O3, quặng này thường có lẫn Al2O3 và SiO2. Oxit crom (Cr2O3) được tách ra từ quặng. Sau đó điều chế crom bằng phương pháp nhiệt nhôm : o t Cr2O3 + 2Al ¾¾® 2Cr + Al2O3 Bằng phương pháp này, crom điều chế được có độ tinh khiết từ 97 – 99%, t ạp ch ất ch ủ yếu là nhôm, sắt, silic.