크로뮴, 크롬[chromium]

크로뮴, 크롬[chromium]

은백색, 체심입방구조의 단단한 금속원소. 원소기호 Cr, 원자번호 24. 녹는점 1863℃. 밀도 7.19g/cm3(20℃).

천연에는 크롬철석(FeO․Cr2O3)으로 존재하고(남아프리카, 러시아) 환원 또는 전기분해에 의해 얻어진다.

고순도인 것은 요오드화크롬의 열분해로 만든다. 크롬산염 수용액의 전기분해로 만든 육방최밀구조(800℃에서 가열하면 체심입방구조로 변태)인 것도 보고된 경우도 있는데, 이것은 수소화물이란 것을 확실히 하고 있다.

 

상온에서는 안정하고 공기, 물의 작용을 받지 않는다. 스테인리스강, 내열합금 등의 합금원소로 쓰이는 것 외에 경질․안정하므로 도금으로도 자주 쓰이고 있다. 저원자가의 화합물은 안정하지만 6가의 화합물은 독성이 강하고 피부․호흡기에 장해를 일으킨다.

주기율표에서 철에 가깝고 강자성으로는 되지 않으나 311K 이하에서 스핀밀도파(일종의 반강자성)라고 일컬어지는 특수한 자기구조를 취한다(이 311K와 같은 상자성과 반강자성의 전이점을 넬점이라고 한다).

 

즉〈100〉방향에 28격자단위를 주기로 하는 사인파적 약(弱)자기모멘트를 나타낸다(소위 횡파). 123K 이하에서는 그것이 소위 종축방향으로 방향을 변경한다. 또 Cr과 Fe의 얇은 층을 겹친 인공격자는 거대자기저항(GMR)효과를 나타내고 있다.

 

기호 : Cr

원자번호 : 24

화학계열 : 금속, 전이금속, 유독 중금속, 4주기 원소, 6족 원소

 

얼마전까지만 하더라도 크로뮴은 크롬이라고 불렀고 지금도 실생활이나 산업꼐에서는 크로뮴이라는 용어 대신에 크롬이라는 친숙한 용어를 쓰는 일이 많다.

현재는 IUPAC(국제순수 응용화학연합)의 명명법에 따라 크로뮴으로 불리운다. 망간이 망가니즈가 된 것처럼 말이지요.

크로뮴은 단단하고 푸른빛깔을 띄는 금속으로 쉽게 부서져버리는 성질을 가지고 있다.

크롬 함량이 50%~70%, 나머지는 철 및 수 % 이하의 탄소 및 규소를 포함하는 합금을 페로크롬 (페로알로이)이라고 하며, 크롬 철광의 직접 환원에 의해 제조된다. 이것을 크롬원으로서 강에 첨가하여 정련된 크롬 합금강은 내식성 및 기계적으로 우수한 성질을 나타내고, 크롬 함량이 12% 이상인 것을 불수강 즉, 스테인리스강 이라고 부른다. 크롬과 니켈의 합금에는내열성이 뛰어난 것이 있고, 또한 산화 크롬을 첨가한 내화 벽돌은 전기로나 전로의 벽재에 사용된다. 크롬 도금은 내식성과 장식성이 우수할 뿐만 아니라 마찰 계수도 작다.

크로뮴

 

금속 크롬 또는 크롬 (Ⅲ) 화합물에는 독성은 없지만, 크롬 화합물은 자극성이 있고, 부식 작용이 강하고, 위험한 경우가 많다. 일반적으로 "6가크롬"이라 불리는 것은이 크롬화합물이다. 예를 들어, 크롬산 칼륨 K2CrO4 나 2 크롬산 칼륨 K2Cr2O7 등의 미세한 분말가루를 흡입하면 코의 점막이 영향을 받고 호흡 계통을 손상시킨다 . 공기 중 최대 허용량은 하루 8시간의 노출로 1 입방 미터에서 0.1 밀리그램 CrO3 이 된다.

 

원소 기호 Cr, 원자 번호 24, 원자량 51.9961. 주기표 6족에 족한다고 기술했는데 크롬은 1797년 프랑스의 화학자 N. 보클란이 시베리아산 홍연광 중에서 발견하였다고 한다. 지구상에 비교적 풍부한 원소로, 원료 광물은 크롬 철광이다. 화성암 중 존재량 198ppm, 해수 중 존재량 5×10 -5 ppm. 단체는 은백색의 광택 있는 금속으로, 비중 6.92, 융점 1800℃. 상온에서는 매우 안정하고 습한 공기 중에서도 녹슬지 않는다. 질산, 왕수에 불용. 원자가는 2, 3, 6가를 나타낸다. 6가 크롬 이온을 함유하는 화합물은 자극성이 있고 독성이 강하며 취급에 주의를 요한다. 내식성, 내마모성으로 광택이 있고 경도가 높고 도금용으로 널리 사용된다. 안료나 표면처리제로서, 또한 스테인리스강, 니켈-크롬강(SNC) , 내열합금, 내식합금 등의 재료로서의 수요가 많다.