Chromium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Appearance | silvery metallic | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standard atomic weight Ar°(Cr) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chromium in the periodic table | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Atomic number (Z) | 24 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Group | group 6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Period | period 4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Block | d-block | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electron configuration | [Ar] 3d5 4s1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electrons per shell | 2, 8, 13, 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Physical properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Phase at STP | solid | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Melting point | 2180 K (1907 °C, 3465 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Boiling point | 2944 K (2671 °C, 4840 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Density (at 20° C) | 7.192 g/cm3 [3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
when liquid (at m.p.) | 6.3 g/cm3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Heat of fusion | 21.0 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Heat of vaporization | 347 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar heat capacity | 23.35 J/(mol·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vapor pressure
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Atomic properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidation states | common: +3, +6 −4,[4] −2,[5] −1,[5] 0,[6] +1,[5] +2,[5] +4,[5] +5[5] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electronegativity | Pauling scale: 1.66 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ionization energies |
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Atomic radius | empirical: 128 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Covalent radius | 139±5 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Spectral lines of chromium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Other properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Natural occurrence | primordial | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Crystal structure | body-centered cubic (bcc) (cI2) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lattice constant | a = 288.49 pm (at 20 °C)[3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thermal expansion | 4.81×10−6/K (at 20 °C)[3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thermal conductivity | 93.9 W/(m⋅K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electrical resistivity | 125 nΩ⋅m (at 20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Magnetic ordering | antiferromagnetic (rather: SDW)[7] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar magnetic susceptibility | +280.0×10−6 cm3/mol (273 K)[8] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Young's modulus | 279 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Shear modulus | 115 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bulk modulus | 160 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Speed of sound thin rod | 5940 m/s (at 20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Poisson ratio | 0.21 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mohs hardness | 8.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vickers hardness | 1060 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Brinell hardness | 687–6500 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS Number | 7440-47-3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
History | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Discovery and first isolation | Louis Nicolas Vauquelin (1794, 1797) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isotopes of chromium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Chromium is a chemical element; it has symbol Cr and atomic number 24. It is the first element in group 6. It is a steely-grey, lustrous, hard, and brittle transition metal.[10]
Chromium is valued for its high corrosion resistance and hardness. A major development in steel production was the discovery that steel could be made highly resistant to corrosion and discoloration by adding metallic chromium to form stainless steel.[11] Stainless steel and chrome plating (electroplating with chromium) together comprise 85% of the commercial use. Chromium is also greatly valued as a metal that is able to be highly polished while resisting tarnishing. Polished chromium reflects almost 70% of the visible spectrum, and almost 90% of infrared light.[12] The name of the element is derived from the Greek word χρῶμα, chrōma, meaning color,[13] because many chromium compounds are intensely colored.
Industrial production of chromium proceeds from chromite ore (mostly FeCr2O4) to produce ferrochromium, an iron-chromium alloy, by means of aluminothermic or silicothermic reactions. Ferrochromium is then used to produce alloys such as stainless steel. Pure chromium metal is produced by a different process: roasting and leaching of chromite to separate it from iron, followed by reduction with carbon and then aluminium.
Trivalent chromium (Cr(III)) occurs naturally in many foods and is sold as a dietary supplement, although there is insufficient evidence that dietary chromium provides nutritional benefit to people.[14][15] In 2014, the European Food Safety Authority concluded that research on dietary chromium did not justify it to be recognized as an essential nutrient.[16]
While chromium metal and Cr(III) ions are considered non-toxic, chromate and its derivatives, often called "hexavalent chromium", is toxic and carcinogenic. According to the European Chemicals Agency (ECHA), chromium trioxide that is used in industrial electroplating processes is a "substance of very high concern" (SVHC).[17]