Krom

Krom, simgesi Cr, atom numarası 24 ve atom ağırlığı 51.996 olan, gümüşi gri renkte, sert, kırılgan ve yüksek polisaj (parlatılma) özelliğine sahip bir geçiş metalidir. Periyodik tablonun 6. grubunda yer alır. Doğada serbest halde bulunmaz; en önemli ticari kaynağı kromit (FeCr₂O₄) mineralidir.

Krom, ₂₄Cr

Krom kristalleri ve 1 cm³ küp
Görünüş	gümüşi metalik
Standart atom ağırlığı Ar, std(Cr)	51,9961(6)
Kütle numarası	51.9961±0.0006[1]
Periyodik tablodaki yeri
Hidrojen Helyum Lityum Berilyum Bor Karbon Azot Oksijen Flor Neon Sodyum Magnezyum Alüminyum Silisyum Fosfor Kükürt Klor Argon Potasyum Kalsiyum Skandiyum Titanyum Vanadyum Krom Manganez Demir Kobalt Nikel Bakır Çinko Galyum Germanyum Arsenik Selenyum Brom Kripton Rubidyum Stronsiyum İtriyum Zirkonyum Niyobyum Molibden Teknesyum Rutenyum Rodyum Paladyum Gümüş Kadmiyum İndiyum Kalay Antimon Tellür İyot Ksenon Sezyum Baryum Lantan Seryum Praseodim Neodimyum Prometyum Samaryum Evropiyum Gadolinyum Terbiyum Disprozyum Holmiyum Erbiyum Tulyum İterbiyum Lutesyum Hafniyum Tantal Tungsten Renyum Osmiyum İridyum Platin Altın Cıva Talyum Kurşun Bizmut Polonyum Astatin Radon Fransiyum Radyum Aktinyum Toryum Protaktinyum Uranyum Neptünyum Plütonyum Amerikyum Küriyum Berkelyum Kaliforniyum Aynştaynyum Fermiyum Mendelevyum Nobelyum Lavrensiyum Rutherfordyum Dubniyum Seaborgiyum Bohriyum Hassiyum Meitneriyum Darmstadtiyum Röntgenyum Kopernikyum Nihoniyum Flerovyum Moskovyum Livermoryum Tennesin Oganesson - ↑ Cr ↓ Molibden Vanadyum ← Krom → Manganez
Atom numarası (Z)	24
Grup	6. grup
Periyot	4. periyot
Blok	d bloku
Elektron dağılımı	[Ar] 3d5 4s1
Kabuk başına elektron	2, 8, 13, 1
Fiziksel özellikler
Faz (SSB'de)	Katı
Erime noktası	2180 K ​(1907 °C, ​3465 °F)
Kaynama noktası	2944 K (2671 °C; 4839,8 °F)
Yoğunluk (SSB'de)	7,192 g/L[2]
Erime entalpisi	20.0kJ kJ/mol
Buharlaşma entalpisi	347 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	23,35 J/(mol·K)
Buhar basıncı P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k T (K) 1656 1807 1991 2223 2530 2942
Atom özellikleri
Yükseltgenme durumları	-4, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6 depending
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 1,66
İyonlaşma enerjileri	1.: 652,9 kJ/mol 2.: 1590,6 kJ/mol 3.: 2987 kJ/mol
Atom yarıçapı	Deneysel: 128 pm
Van der Waals yarıçapı	189±5 pm
Bir spektrum aralığındaki renk çizgileri Elementin spektrum çizgileri
Diğer özellikleri
Kristal yapı	​Hacim merkezli kübik (hmk) a = 288.49 pm (20°C)[2]
Ses hızı çubukta	5940 m/s (20 °C'de)
Genleşme	4,81 µm/(m·K)
Isı iletkenliği	93,9 W/(m·K)
Elektrik direnci	125 Ω·m
Manyetik düzen	Antiferromanyetizma
Manyetik alınganlık	+280.0×10−6 cm3/mol[3]
Young modülü	279 GPa
Kayma modülü	115 GPa
Hacim modülü	160 GPa
Poisson oranı	0,21
Mohs sertliği	8,5
Vickers sertliği	1060 MPa
Brinell sertliği	687–6500 MPa
CAS Numarası	7440-47-3
Tarihi
Adını aldığı	Grekçe: Khroma(χρῶμα) "renk"
Keşif	Louis Nicolas Vauquelin (1797)
Ana izotopları
İzotop Bolluk Yarı ömür (t1/2) Bozunma türü Ürün 50Cr %4,34 kararlı 51Cr Sentetik 27,7025 dak ε 51V 52Cr %83,8 kararlı 53Cr %9.50 kararlı 54Cr %2,37 kararlı

Paslanmaz çelik üretiminin temel bileşeni olması, metalurji sanayisinde stratejik bir öneme sahip olmasını sağlamıştır. Çeliğe en az %10.5 oranında krom eklendiğinde yüzeyde oluşan pasif oksit tabakası, korozyona karşı yüksek direnç sağlar.

Tarihçe

Keşfi ve Adlandırılması

Krom mineralleri, metal olarak keşfedilmeden önce boya pigmenti olarak kullanılmıştır. 1761 yılında Johann Gottlob Lehmann, Ural Dağları'nda turuncu-kırmızı bir mineral bulmuş ve buna "Sibirya kırmızısı kurşun" adını vermiştir; bu mineral aslında kurşun kromat (PbCrO₄), yani krokoit idi.^[4]

1797 yılında Fransız kimyager Louis Nicolas Vauquelin, Sibirya'dan gelen bu cevheri analiz ederek yeni bir element keşfetmiş ve bileşiklerinin oluşturduğu çeşitli ve parlak renklerden dolayı ona Yunanca "renk" anlamına gelen chrōma (χρῶμα) ismini vermiştir.^[5] Vauquelin, bir yıl sonra 1798'de krom oksidi odun kömürü ile ısıtarak metalik kromu izole etmeyi başarmıştır.

Osmanlı Devleti ve Türkiye'de Krom Madenciliği

Kromun dünya tarihindeki yeri ve endüstriyel gelişimi açısından Anadolu toprakları kritik bir dönüm noktası olmuştur. 19. yüzyılın ortalarında Osmanlı Devleti, dünyadaki en önemli krom tedarikçisi konumuna yükselmiştir.

Arşiv belgelerine göre, Anadolu'da ilk büyük krom keşfi 1848 yılında Bursa'nın Harmancık kazasına bağlı Kozluca Köyü yakınlarında gerçekleşmiştir. Bu keşif, Osmanlı Hükümeti'nin davetiyle maden araştırmaları yapan Amerikalı jeolog Lawrence Smith tarafından yapılmıştır.^[6] Bu keşfi takiben 1850 yılında Yüzbaşı Mehmet Efendi, Kütahya'nın Dağardı kazasında ikinci bir büyük rezerv daha bulmuştur.^[7]

19. yüzyılın sonlarına doğru, özellikle Muğla bölgesindeki Fethiye (Mekri) ve Köyceğiz madenleri önem kazanmıştır. Bu madenlerin işletilmesi sürecinde İngiliz Paterson ailesi (Ernest ve Douglas Paterson) ile yerel girişimciler arasında uzun süren hukuki ihtilaflar yaşanmıştır.^[8]

Cumhuriyet döneminde madencilik millileştirme politikaları çerçevesinde yeniden yapılandırılmıştır. 1936 yılında Diyarbakır, Guleman'daki krom madeni (günümüzde Elazığ sınırları içerisindedir.) imtiyazı Etibank'a devredilmiş ve Türkiye'nin krom ihracatında merkezi bir rol oynamıştır.^[9]

Özellikleri

Fiziksel ve Kimyasal Özellikler

Kromit, lokalizasyonu bilinmiyor

Krom, Mohs sertlik skalasında 8.5 değeriyle oldukça sert bir metaldir. 1907 °C erime noktasına sahiptir. Oda sıcaklığında antiferromanyetik özellik gösteren tek elementel katıdır; ancak 38 °C'nin (Néel sıcaklığı) üzerinde paramanyetik hale geçer.^[10]

Elektron dizilimi ${\displaystyle [Ar]3d^{5}4s^{1}}$ şeklindedir. Beklenen ${\displaystyle [Ar]3d^{4}4s^{2}}$ diziliminden sapma göstermesinin nedeni, yarı dolu d-orbitalinin atoma ekstra kararlılık sağlamasıdır.^[11]

Krom, bileşiklerinde genellikle +3 (trivalent) ve +6 (hekzavalent) yükseltgenme basamaklarında bulunur:

• Krom(III): En kararlı halidir, doğada bu formda bulunur ve genellikle yeşil renklidir.
• Krom(VI): Güçlü bir oksitleyicidir, genellikle sarı veya turuncu renklidir ve toksiktir.

Üretim ve Rezervler

Dünya krom rezervleri coğrafi olarak belirli bölgelerde yoğunlaşmıştır. 2024 yılı verilerine göre dünyadaki en büyük krom üreticileri sırasıyla Güney Afrika, Türkiye, Kazakistan ve Hindistan'dır.^[12]

2024 Yılı Tahmini Üretim Rakamları (Bin Ton):

• Güney Afrika: 21.000
• Türkiye: 8.000
• Kazakistan: 6.500
• Hindistan: 4.100

Kullanım Alanları

Kromun kullanım alanları üç ana kategoride toplanır:

1. Metalurji (%85): Üretilen kromun büyük çoğunluğu demir-çelik sanayisinde kullanılır. Paslanmaz çelik elde etmek için çeliğe krom eklenir. Ayrıca "süper alaşımlar"da yüksek sıcaklık direnci sağlar.^[12]
2. Kimya Sanayii (%8): Deri tabaklamada (krom(III) sülfat), metal kaplamada (kromaj) ve ahşap koruyucularda kullanılır.
3. Refrakter Malzemeler (%7): Yüksek erime noktası nedeniyle tuğla ve fırın astarlarında kullanılır.

Biyolojik Rolü ve Sağlık

Kromun insan sağlığı üzerindeki etkisi, elementin oksidasyon durumuna göre farklılık gösterir.

Krom(III) (Trivalent)

Eser miktarda alınan Krom(III)'ün, insülinin etkisini güçlendirerek glikoz, protein ve yağ metabolizmasında rol oynadığı düşünülmektedir. Bu nedenle bazı kaynaklarda "Glikoz Tolerans Faktörü"nün (GTF) bir bileşeni olarak anılır. Ancak, Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA), 2014 yılında yayınladığı raporda, kromun insan beslenmesi için temel (esansiyel) bir element olduğuna dair kanıtların yetersiz olduğunu belirtmiştir.^[13]

Krom(VI) (Hekzavalent) ve Toksisite

Endüstriyel süreçlerde ortaya çıkan Krom(VI), son derece toksik ve kanserojendir. Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı (IARC), hekzavalent krom bileşiklerini Grup 1 Kanserojen (insanlar için kesin kanserojen) olarak sınıflandırmıştır.^[14]

Ayrıca bakınız

• Krom izotopları
• Eti Elektrometalurji