خصائص عنصر الكروم وتوزيعه الإلكتروني واستخداماته

أبرز الخواص الفيزيائية للكروم

يوجد الكروم فلزاً صلباً عند درجة حرارة الغرفة. تورد الجمعية الملكية للكيمياء كثافة قدرها نحو 7.15 غرام/سم³، ودرجة انصهار 1907 درجات مئوية، وغليان 2671 درجة مئوية. هذه قيم مرجعية للعنصر، ولا تمثل تلقائياً خواص كل سبيكة يدخل فيها. ^[1]

اللمعان الفضي للفلز يختلف عن ألوان مركبات الكروم. ولا يكفي اللون وحده لتحديد تركيب مادة؛ تؤثر حالة التأكسد والروابط والوسط في خواص المركبات. بعض المواد التي تحمل اسم الكروم قد تحتويه مرتبطاً بعناصر أخرى، لا قطعاً من الفلز النقي.

التوزيع الإلكتروني: لماذا لا نكتب 3d⁴ 4s²؟

التوزيع المرجعي للذرة المتعادلة في حالتها القاعية هو [Ar] 3d⁵ 4s¹. يمثل الرمز Ar توزيع الأرجون الذي يحتوي 18 إلكتروناً، ثم نضيف خمسة في المستوى الفرعي 3d وواحداً في 4s، فيكون المجموع 18 + 5 + 1 = 24. ^[1]

تجعل هذه الحالة الكروم مثالاً لا يطابق تطبيقاً آلياً مبسطاً لترتيب ملء المدارات. لا نبدل التوزيع المنشور بعبارة [Ar] 3d⁴ 4s² لمجرد اتباع نمط مجاور في الجدول. كما أن فقد الإلكترونات وتكوين الأيونات مسألة مختلفة عن توزيع الذرة المتعادلة.

العدد الذري والكتلي والوزن الذري

الرمز Cr ليس العدد الذري، والعدد 51.9961 ليس عدداً كسرياً من البروتونات أو النيوترونات داخل نواة واحدة. تكتب CIAAW القيمة القياسية 51.9961(6)؛ فالرقم بين القوسين يبين عدم اليقين في الخانات الأخيرة وفق عرض المرجع. ^[2]

ما نظائر الكروم الطبيعية؟

تسرد CIAAW أربعة نظائر في تركيب الكروم الطبيعي المرجعي: 50 و 52 و 53 و 54. نسبها التقريبية، بعد تحويل الكسور المرجعية إلى نسب مئوية، هي 4.345% و 83.789% و 9.501% و 2.365% على الترتيب. مجموعها 100%، وأكثرها وفرة هو الكروم 52. ولا يعني ذلك أن هذه كل النظائر المعروفة للعنصر. ^[2]

في النظير 52 يوجد 52 − 24 = 28 نيوتروناً، بينما يضم النظير 54 ثلاثين نيوتروناً. يبقى عدد البروتونات 24؛ وإلا تغير العنصر نفسه. الأرقام تعطي طريقة قراءة الرمز النووي، وليست كتلاً دقيقة لكل نظير.

استخدام الكروم وتاريخ اكتشافه

يدخل الكروم في الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك أخرى، وفي طلاء الأسطح. وتورد الجمعية الملكية للكيمياء الكروميت خاماً مهماً له. اختلاف نسب العناصر والمعالجة يجعل السبيكة مادة ذات خواص خاصة، فلا نستنتج أداءها من بيانات الكروم المنفرد وحدها. ^[1]

تفرق CIAAW بين اكتشاف العنصر عام 1797 وعزله فلزاً عام 1798 على يد لويس نيكولا فوكلان. هذا التفريق يفسر اختلاف السنة في بعض الملخصات. وعند التعرف إلى مادة حديثة، افصل أيضاً بين العنصر ومركباته؛ اختلاف الاسم الكيميائي قد يعني اختلافاً كبيراً في الاستعمال والخواص. ^[2]