铬

3d5 4s12, 8, 13, 1蒸气压第一：652.9 kJ·mol−1 第二：1590.6 kJ·mol−1 第三：2987 kJ·mol−1 （主条目：铬的同位素铬（拉丁语：Chromium，化学符号：Cr）是一种化学元素，原子序为24，在第六族元素中排行首位。铬元素是一种银灰色，具金属光泽，且硬而脆的过渡金属。铬是一种高价值的金属，其经高度抛光后，仍能抵抗锈蚀；铬亦为不锈钢的主要添加物，为其提供防蚀特性。抛光的铬金属可以反射约70%可见光以及近乎90%红外光。 其命名源自于希腊语χρῶμα（拉丁化：chrōma），原意为“色彩或颜料”，因为大多数铬的化合物都具有颜色。铬铁（英语：Ferrochrome）合金是由铬铁矿通过硅热（英语：Silicothermic reaction）或铝热反应，再和铬金属经由锻烧（英语：Roasting (metallurgy)）及浸滤（英语：Leaching (metallurgy)）过程，接着以碳元素和铝金属还原而生成的。铬金属的价值在于其具有高度耐腐蚀性和硬度。钢铁生产中的一个重大发展是发现借由添加金属铬形成不锈钢，可使钢材具有高度耐腐蚀和褪色的特性。不锈钢和镀铬（英语：Chrome plating）（使用电镀法）共占商业用途的85%。在美国，三价铬离子（Cr(III)）被认为是人体的必须营养素，用于胰岛素、糖和脂质代谢，然而在2014年，欧盟欧洲食品安全局（英语：European Food Safety Authority）得出结论，认定目前没有足够证据证实铬元素是不可或缺的营养素。铬金属及三价铬离子（Cr(III)）不具毒性，但六价铬离子（英语：Hexavalent chromium）（Cr(VI)）具有毒性且为致癌物质，产生废弃铬的场所需要进行环境清除。铬由发现者路易-尼古拉·沃克兰命名为法语：chrome，源自希腊语“χρώμα”（拉丁化：chrōma），字面意思是颜色或颜料，因为由这种元素构成的化合物拥有许多不同颜色。chromium是美式英文与拉丁语，根据chrome，加上金属离子常用的词尾-ium之后形成。法文与英式英文为Chrome，德文为Chrom。在现代标准汉语中，铬的读音为gè（音同“各”）。1761年，法国人约翰·戈特洛布·莱曼（Johann Gottlob Lehmann）在乌拉山区发现一种橘红色的金属矿，取名为西伯利亚红铅，但这种矿石实际上由铬铅矿构成。1770年，彼得·西蒙·帕拉斯在同一个地点，见到这种矿石。这种金属被带回欧洲后，被当成颜料，使用于油画等地方。当时欧洲铬铅矿都需要由俄国输入，产量不大。1797年，法国人路易-尼古拉·沃克兰得到一些铬铅矿样本。经过与盐酸混合，他从中制作出三氧化铬。1798年，在加热三氧化铬溶液之后，沃克朗从中分离出铬，确认为化学元素之一。1994年，中国兵马俑二号坑开挖， 坑中取出来的一批秦朝青铜剑经过检验后发现外层含有约10微米的铬盐化合物，可惜使用的涂布工艺已失传，当初的实际发现年代与是否拥有铬提炼法依旧不明。自然界没有游离状态的铬，主要的矿物是铬铅矿（Chromite， (Fe,Mg)Cr2O4）。主要分布在东非大裂谷、乌拉尔褶皱带、阿尔卑斯—喜马拉雅褶皱带、环太平洋矿带。南非与哈萨克斯坦占世界储量的95%。此外，津巴布韦、阿尔巴尼亚、土耳其等国储量较高。中国严重缺乏铬资源，保有铬铁矿矿石1000万吨。铬铁矿石年产量约20万吨。由于中国是不锈钢生产大国，铬严重依赖进口。美国地质调查局发布的数据显示，2013年和2014年，全球铬年产量如下（单位千吨）：铬是元素周期表中第四个被发现的过渡金属，其电子组态为3d54s1，铬是周期表中基态电子组态违反递建原理的第一个元素，此现象也陆续在其他元素的电子组态中出现，像是铜（Cu）、铌（Nb）和钼（Mo）。会发生这个现象，乃是相同轨域中两个电子发生排斥所造成。 遵守递建原理的元素，其将电子跃迁至较高能阶所需的能量极大，不足以弥补其减少成对电子间的斥力所降低的能量；然而在3d过渡金属中，4s轨域与邻近较高能阶的3d轨域间，能隙非常小，而3d轨域拥有五个等能阶的轨域，其相同自旋的电子可以互换而降低能量，获得稳定。 以铬为例，依照递建原理，电子组态应为4s23d4，但若电子组态为4s13d5，使4s和3d轨域皆呈现半填满状态，则可降低能量，使之更稳定。铬在室温下化学性质稳定，在空气中生成保护膜。可溶于稀盐酸和稀硫酸，在冷的浓硝酸或王水中钝化。铬的氧化离子铬酸根CrO2−4 呈黄色是常见的氧化剂。重铬酸根Cr2O2−7呈橙色。铬离子Cr3+呈蓝紫色或绿色。铬共有28个同位素，其中三个是稳定的，即52Cr、53Cr和54Cr。52Cr的丰度最高，约83.789%。大多用于制不锈钢等特殊钢，例如：汽车零件、工具、磁带、录像带、菜刀等厨房用品。可以提升钢的强度又具极佳的耐热性，使用于制造飞机引擎及核能器械用的超合金（超耐热抗蚀合金）及镀覆等用途。铬镀在金属上可以防锈，也叫可罗米，坚固美观。铬可用来制作颜料“铬绿”及“铬黄”。铬是人体必需的微量元素，在肌体的糖代谢和脂代谢中发挥特殊作用。三价的铬是对人体有益的元素，而六价铬是有毒的。人体对无机铬的吸收利用率极低，不到1%；人体对有机铬的利用率可达10-25%。铬在天然食品中的含量较低、均以三价的形式存在。确切地说，铬的生理功能是与其它控制代谢的物质一起配合起作用，如激素、胰岛素、各种酶类、细胞的基因物质（DNA和RNA）等。铬的生理功能主要有：正常健康成人每天尿里流失约1微克铬。啤酒酵母、废糖蜜、干酪、蛋、肝、苹果皮、香蕉、牛肉、面粉、鸡以及马铃薯等为铬的主要来源。皮肤直接接触铬化合物所造成的伤害：铬化合物并不损伤完整的皮肤，但当皮肤擦伤而接触铬化合物时即可发生伤害作用。铬性皮肤溃疡的发病率偶然性较高，主要与接触时间长短，皮肤的过敏性及个人卫生习惯有关。铬疮主要发生于手、臂及足部，但只要皮肤发生破损，不管任何部位，均可发生。指甲根部是暴露处，容易积留脏物，皮肤也最易破损，因此这些部位也易形成铬疮。形成铬疮前，皮肤最初出现红肿，具搔痒感，不作适当治疗可侵入深部。溃疡上盖有分泌物的硬痂，四周部隆起，中央深而充满腐肉，边缘明显，呈灰红色，局部疼痛，溃疡部呈倒锥形，溃疡面较小，一般不超过3mm，有时也可大至12—30mm，或小至针尖般大小，若忽视治疗，进一步发展可深放至骨部，剧烈疼痛，愈合甚慢。接触六价铬也可发生铬性皮炎及湿疹，患处皮肤搔痒并形成水泡，皮肤过敏者接触铬污染物数天后即可发生皮炎，铬过敏期长达3—6月，湿疹常发生于手及前臂等暴露部分，偶尔也发生在足及踝部，甚至脸部、背部等。接触铬盐常见的呼吸道职业病是铬性鼻炎，该病早期症状为鼻粘膜充血，肿胀、鼻腔干燥、搔痒、出血，嗅觉减退，粘液分泌增多，常打喷嚏等，继而发生鼻中隔溃疹，溃疹部位一般在鼻中隔软骨前下端1.5cm处，无明显疼痛感。铬性鼻炎根据溃疡及穿孔程度，可为三期：眼皮及角膜接触铬化合物可能引起刺激及溃疡，症状为眼球结膜充血、有异物感、流泪刺痛、视力减弱，严重时可导致角膜上皮脱落。铬化合物侵蚀鼓膜及外耳引起溃疡仅偶然发生。误食入六价铬化合物可引起口腔粘膜增厚，水肿形成黄色痂皮，反胃呕吐，有时带血，剧烈腹痛，肝肿大，严重时使循环衰竭，失去知觉，甚至死亡。六价铬化合物在吸入时是有致癌性的，会造成肺癌。此种情况甚少，症状是：头痛消瘦，肠胃失调，肝功能衰竭，肾脏损伤，单接血球增多，血钙增多及血磷增多等。钪 Sc原子序：21原子量：44.9559熔点(K)：1814 沸点(K)：3103电负性：1.36钛 Ti原子序：22原子量：47.867熔点(K)：1941沸点(K)：3560电负性：1.54钒 V 原子序：23原子量：50.9415熔点(K)：2163沸点(K)：3653电负性：1.63铬 Cr原子序：24原子量：51.9961熔点(K)：2130沸点(K)：2945电负性：1.66锰 Mn原子序：25原子量：54.9380熔点(K)：1517沸点(K)：2235电负性：1.55铁 Fe原子序：26原子量：55.845熔点(K)：1808沸点(K)：3023电负性：1.83钴 Co原子序：27原子量：58.9331熔点(K)：1768沸点(K)：3200电负性：1.88镍 Ni原子序：28原子量：58.6934熔点(K)：1728沸点(K)：3186电负性：1.91铜 Cu原子序：29原子量：63.546熔点(K)：1357沸点(K)：2840电负性：1.9锌 Zn原子序：30原子量：65.409熔点(K)：692沸点(K)：1180电负性：1.65