Краткая характеристика элементов подгруппы хрома

Подгруппа хрома является побочной подгруппой VI группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева. В подгруппу входят хром Cr, молибден Mo, вольфрам W.

Эти элементы относятся также к числу переходных металлов, т.к. у них застраивается d-подуровень предвнешнего слоя. Во внешнем слое атомов этих элементов имеется один (у хрома и молибдена) или два (у вольфрама) электрона. Таким образом, атомы элементов подгруппы хрома имеют шесть валентных элек­тронов, способных участвовать в образовании химической связи (см. табл. 30).

Хром, молибден, вольфрам похожи по многим физическим и химическим свойствам: так, в виде простых веществ все они пред­ставляют собой тугоплавкие серебристо-белые металлы, обладаю­щие большой твердостью и рядом ценных механических свойств — способностью к прокатыванию, протягиванию и штам­повке.

С химической точки зрения все металлы подгруппы хрома устойчивы к действию воздуха и воды (при обычных условиях), при нагревании все они взаимодействуют с кислородом, галогена­ми, фосфором, углеродом.

Под действием концентрированных кислот (HNO₃, H₂SO₄) при обычной температуре металлы подгруппы хрома пассивируются.

Для всех элементов подгруппы хрома наиболее типичны со­единения, где их степени окисления бывают +2, +3, +6 (хотя есть соединения, где их степени могут быть также +4 и +5, а у хрома и +1). У элементов подгруппы хрома не бывает отрицательной сте­пени окисления, и они не образуют летучих водородных соедине­ний. Твердые гидриды, такие, как CrH₃, известны только для хрома. Соединения двухвалентных элементов неустойчивы и легко окисляются до более высоких степеней окисления.

С увеличением степени окисления усиливается кислотный характер оксидов, с максимальной степенью окисления +6 обра­зуются оксиды типа RO₃, которым соответствуют кислоты H₂RO₄. Сила кислот закономерно снижается от хрома к вольфраму. Боль­шинство солей этих кислот в воде малорастворимы, хорошо рас­творяются только соли щелочных металлов и аммония.

Как и в других случаях, у элементов подгруппы хрома с воз­растанием порядкового номера усиливаются металлические свой-

ства. Химическая активность металлов в ряду хром — молиб­ден — вольфрам заметно понижается.

Все металлы подгруппы хрома широко используются в совре­менной технике, в особенности в металлургической промышлен­ности для производства специальных сталей.

Хром

Нахождение в природе

Хром относится к достаточно распространенным элементам, содержание его в земной коре составляет примерно 0,02% (22-е место). Встречается хром исключительно в соединениях, основ­ными минералами являются хромит FeCr₂O₄ (или FeO•Cr₂O₃), или хромистый железняк, и крокоит PbCtO₄ (или PbO•CrO₃). Окраска многих элементов обусловлена присутствием в них хрома. Так, например, золотисто-зеленый тон изумруду или крас­ный — рубину придает примесь оксида хрома Cr₂O₃.

Получение

Сырьем для промышленного получения хрома служит хро­мистый железняк. Его химическая переработка приводит к Cr₂O₃. Восстановление Cr₂O₃ с помощью алюминия или кремния дает металлический хром невысокой степени чистоты:

Cr₂O₃+Аl=Аl₂O₃+2Cr

2Cr₂O₃+3Si=3SiO₂+4Cr

Более чистый металл получают электролизом концентриро­ванных растворов соединений хрома.