Compuestos de cromo

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El diagrama Pourbaix para el cromo en agua pura, ácido perclorítico o hidroxido sodio

Los compuestos de cromo son compuestos que contienen el elemento cromo (Cr). El cromo es miembro del grupo 6 de los metales de transición. Los estados +3 y +6 se presentan con mayor frecuencia en los compuestos de cromo, seguidos del +2; las cargas +1, +4 y +5 para el cromo son raras, pero sin embargo existen ocasionalmente.

Estados de oxidación común

Oxidación
estados
−4 - d10) Na4[Cr(CO)4]
−2 d8)Na
2[Cr(CO)
5]
−1 d7)Na
2[Cr.
2(CO)
10]
0 (d6)Cr(C6H6)2
+1 d5)K
3[Cr(CN)
5No.
+2 (d4)CrCl2
+3 d3)CrCl3
+4 (d2)K
2CrF
6
+5 d1)K3Cr(O2)4
+6 (d0)K2CrO4

Cromo(0)

Se conocen muchos complejos de Cr(0). El bis(benceno)cromo y el cromo hexacarbonilo son los más destacados en la química del organocromo.

Chromium(II)

Carburo de cromo (II)3C2)

Los compuestos de cromo (II) son poco comunes, en parte porque se oxidan fácilmente a derivados de cromo (III) en el aire. El cloruro de cromo (II) estable en agua CrCl
2 que se puede obtener reduciendo el cloruro de cromo (III) con cinc. La solución azul brillante resultante creada a partir de la disolución del cloruro de cromo (II) es estable a pH neutro. Otros compuestos de cromo (II) notables incluyen el óxido de cromo (II) CrO y el sulfato de cromo (II) CrSO
4. Se conocen muchos carboxilatos de cromo (II). El acetato de cromo(II) rojo (Cr2(O2CCH3)4) es bastante famoso. Presenta un enlace cuádruple Cr-Cr.

Cromo (III)

Cloruro de cromo anhydroso (III) (CrCl3)

Se conocen numerosos compuestos de cromo (III), como el nitrato de cromo (III), el acetato de cromo (III) y el óxido de cromo (III). El cromo (III) se puede obtener disolviendo cromo elemental en ácidos como el ácido clorhídrico o el ácido sulfúrico, pero también se puede formar mediante la reducción del cromo (VI) por el citocromo c7. El ion Cr3+
 tiene un radio similar (63 pm) al Al3+
 (radio 50 pm), y pueden reemplazarse entre sí en algunos compuestos, como en el alumbre de cromo y el alumbre.

El cromo (III) tiende a formar complejos octaédricos. El hidrato de cloruro de cromo (III) disponible comercialmente es el complejo verde oscuro [CrCl2(H2O)4]Cl. Compuestos estrechamente relacionados son el verde pálido [CrCl(H2O)5]Cl2 y el violeta [Cr(H2O)6]Cl3. Si se disuelve cloruro de cromo (III) violeta anhidro en agua, la solución violeta se vuelve verde después de un tiempo a medida que el cloruro en la esfera de coordinación interna es reemplazado por agua. Este tipo de reacción también se observa con soluciones de alumbre de cromo y otras sales de cromo (III) solubles en agua. Se ha informado de una coordinación tetraédrica del cromo (III) para el anión Keggin centrado en Cr [α-CrW12O40]5–.

El hidróxido de cromo (III) (Cr(OH)3) es anfótero y se disuelve en soluciones ácidas para formar [Cr(H2O)6]3+, y en soluciones básicas para formar [Cr(OH)
6]3−
. Se deshidrata mediante calor para formar el óxido de cromo (III) verde (Cr2O3), un óxido estable con una estructura cristalina idéntica a la del corindón.

Cromo (VI)

Los compuestos de cromo (VI) son oxidantes a pH bajo o neutro. Los aniones cromato (CrO2−
4) y los aniones dicromato (Cr2O72−) son los iones principales en este estado de oxidación. Existen en un equilibrio, determinado por el pH:

2 [CrO4]2 - 2 + 2 H+ [Cr]2O7]2 - 2 + H2O

También se conocen oxihaluros de cromo (VI) e incluyen fluoruro de cromilo (CrO2F2) y cloruro de cromilo (CrO
2Cl
2). Sin embargo, a pesar de varias afirmaciones erróneas, el hexafluoruro de cromo (así como todos los hexahaluros superiores) sigue siendo desconocido, a fecha de 2020.

Oxido de cromo (VI)

El cromato de sodio se produce industrialmente mediante la tostación oxidativa del mineral de cromita con carbonato de sodio. El cambio de equilibrio es visible por un cambio de color de amarillo (cromato) a naranja (dicromato), como cuando se añade un ácido a una solución neutra de cromato de potasio. A valores de pH aún más bajos, es posible una mayor condensación a oxianiones de cromo más complejos.

Tanto los aniones cromato como dicromato son reactivos oxidantes fuertes a pH bajo:

Cr
2O2 - 2
7 + 14 H
3O+
 + 6 e− → 2 Cr3+
 + 21 H
2O (ε)0 = 1,33 V)

Sin embargo, son sólo moderadamente oxidantes a un pH alto:

CrO2 - 2
4 + 4 H
2O + 3 e− → Cr(OH)
3 + 5 Oh.−
 (ε)0 = 0,13 V)
Cromo de sodio (Na2CrO4)

Los compuestos de cromo (VI) en solución se pueden detectar añadiendo una solución ácida de peróxido de hidrógeno. Se forma el inestable peróxido de cromo (VI) azul oscuro (CrO5), que se puede estabilizar como un aducto de éter CrO
5·O
2.

El ácido crómico tiene la fórmula hipotética H
2CrO
4. Es una sustancia química descrita de forma vaga, a pesar de que se conocen muchos cromatos y dicromatos bien definidos. El óxido de cromo(VI) rojo oscuro CrO
3, el anhídrido ácido del ácido crómico, se vende industrialmente como "ácido crómico". Se puede producir mezclando ácido sulfúrico con dicromato y es un agente oxidante fuerte.

Otros estados de oxidación

Los compuestos de cromo(V) son bastante raros; el estado de oxidación +5 sólo se presenta en unos pocos compuestos, pero son intermediarios en muchas reacciones que implican oxidaciones por cromato. El único compuesto binario es el fluoruro de cromo(V) volátil (CrF5). Este sólido rojo tiene un punto de fusión de 30 °C y un punto de ebullición de 117 °C. Se puede preparar tratando el metal cromo con flúor a 400 °C y 200 bares de presión. El peroxocromato(V) es otro ejemplo del estado de oxidación +5. El peroxocromato de potasio (K3[Cr(O2)4]) se obtiene haciendo reaccionar cromato de potasio con peróxido de hidrógeno a bajas temperaturas. Este compuesto de color marrón rojizo es estable a temperatura ambiente, pero se descompone espontáneamente a 150–170 °C.

Los compuestos de cromo (IV) son ligeramente más comunes que los de cromo (V). Los tetrahaluros, CrF4, CrCl4 y CrBr4, se pueden producir tratando los trihaluros (CrX
3) con el halógeno correspondiente a temperaturas elevadas. Estos compuestos son susceptibles a reacciones de desproporción y no son estables en agua. También se conocen compuestos orgánicos que contienen el estado Cr(IV), como el tetra t-butóxido de cromo.

La mayoría de los compuestos de cromo(I) se obtienen únicamente por oxidación de complejos octaédricos de cromo(0) ricos en electrones. Otros complejos de cromo(I) contienen ligandos de ciclopentadienilo. Como se verificó mediante difracción de rayos X, también se ha descrito un enlace quíntuple Cr-Cr (longitud 183,51(4) pm). Los ligandos monodentados extremadamente voluminosos estabilizan este compuesto al proteger el enlace quíntuple de reacciones posteriores.

Compuesto de cromo determinado experimentalmente para contener un bono Cr-Cr

Notas

  1. ^ Los estados de oxidación más comunes del cromo están en negrita. La columna derecha enumera un compuesto representativo para cada estado de oxidación.

Véase también

  • Cromo
  • Compuestos de cobalto

Referencias

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