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Chrom

(ehem. Symbol Cr). Glänzendes, hartes und sprödes Metall. Cr. findet in sehr viele ehem. Verbindungen Eingang, verbessert die Qualität von Magnetbändern (Magnetband) und ist, meist in Verbindung mit Nickel, das wichtigste Legierungselement (Legierung) für rost- und säurebeständige Stähle (Edelstahle). Cr, Element der Nebengruppe VI des Periodensystems, der Chromgruppe, Ordnungszahl 24. Chrom besitzt die Elektronenkonfiguration [Ar]3d54s1 und kommt in der Natur in vier Isotopen vor (Tabelle 1). Metallisches Chrom verfügt über die besondere Eigenschaft, weder an der Luft noch im Wasser zu oxidieren. Deshalb wird es dazu verwendet, andere reaktionsfähigere Metalle vor dem Oxidieren zu schützen, indem diese elektrolytisch mit einer Chromschicht überzogen werden. Chrom ist ein wichtiger Legierungsbestandteil von Eisen (Stahl), Cobalt und Nickel (hitzebeständige Legierungen). Die Atomkerne des Chrom-Isotops Chrom werden nach Durchlaufen von Schwerionenbeschleunigern zur künstlichen Elementsynthese durch sanfte Kernfusion verwendet (Seaborgium, Bohrium). Das künstliche Chrom-Isotop Chrom ist instabil und zerfällt nach Elektroneneinfang unter Aussendung von Photonen (320keV) und Neutrinos in einem Linienspektrum (750keV): Chrom. Durch hermetische Abschirmung der g-Strahlung mit einem Wolframtank wird die Chrom-51-Strahlungsquelle als Neutrinoquelle einsetzbar (GALLEX-Experiment 1994/95). Kerne des Chrom-Isotops Chrom, das einen grossen Protonenüberschuss aufweist, wurden 1996 beim Beschuss eines Berylliumtargets mit einem Nickel-58-Strahl hergestellt. [AFM]

 

Chrom 1: Wichtige Isotope.

Isotop

Natürliche

Häufigkeit

[%]

Atommasse

Halbwerts-

zeit T1/2

Verwendung

50Cr

4,35

49,9460460

stabil

 

51Cr

0

50,944768

27,70 d

Tracer

Neutrinoquelle

52Cr

83,79

51,9495100

stabil

 

53Cr

9,50

52,9406510

stabil

NMR

54Cr

2,36

53,9388820

stabil

 

 

Chrom 2: Allgemeine, chemische und festkörperphysikalische Eigenschaften.

Ordnungszahl

 

24

Relative Atommasse (12C = 12,0000)

 

51,9961

Dichte [gcm-3]

 

7,19

Molvolumen [cm3]

 

7,23

Oxidationszahlen

 

Cr-II - CrVI

Photoelektrische Arbeit [eV]

 

4,40

Debye-Temperatur [K]

 

403

Kristallstruktur

 

 

krz

Gitterkonstante [nm]

a = 0,28846

Raumgruppe

 

Im3m

 

Chrom 3: Thermische und elektromagnetische Eigenschaften

Siedetemperatur [K]

2345

Schmelztemperatur [K]

2130±20

Siedeenthalpie [kJmol-1]

341,8

Schmelzenthalpie [kJmol-1]

15,3

Wärmeleitfähigkeit [Wm-1K-1]

93,7

Spezifische Wärme [kJkg-1K-1]

0,440

Thermischer Längenausdehungskoeffizient [10-6K-1]

6,2

Spezifischer Widerstand [10-8Wm]

12,7

Spezifische magnetische Suszeptibilität [10-8kg-1m3]

4,45

 

Chrom 4: Atom- und kernphysikalische Eigenschaften.

Termsymbol

7S3

1. Ionisierungsenergie [eV]

6,766

2. Ionisierungsenergie [eV]

16,50

Elektronenaffinität [eV]

0,666

Elektronegativität (Pauling)

1,66

effektive Kernladung (Slater)

3,45

Magnetisches Moment [mB]

6,928

Ionenradius (Cr6+) [nm]

0,052

Atomradius [nm]

0,1249

Kernspin (53Cr)

3/2

Magnetisches Moment (53Cr) [mK]

-0,4735

Einfangquerschnitt für thermische

Neutronen [barn]

3,1±0,2

 

 

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