Mangan.html |
| | | ca | | | de | | | en | | | es | | | fr | | | it | | | nl | | | no | | | pl | | | pt | | | ru | | | ro | | | fi | | | sv | | | tr | | | vo | | |
| |  |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dane ogólne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nazwa, symbol, l.a.* | Mangan, Mn, 25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności metaliczne | metal przejściowy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupa, okres, blok | 7 (VIIB), 4, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gęstość, twardość | 7470 kg/m3, 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd |  |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kolor | srebrzystoszary o niebieskawym połysku |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności atomowe | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa atomowa | 54,938049 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Promień atomowy (obl.) | 140 (161) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Promień kowalencyjny | 139 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Promień van der Waalsa | 91 pm (Mn2+) 52 pm (Mn4+) 46 pm (Mn7+) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Konfiguracja elektronowa | Ar3d54s² | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| e- na poziom energetyczny | 2, 8, 13, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stopień utlenienia | 7, 6, 4, 2, 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności kwasowe tlenków | kwasowe, amfoteryczne lub zasadowe w zależności od stopnia utlenienia |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Struktura krystaliczna | regularna przestrzennie centrowana |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności fizyczne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stan skupienia | stały | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura topnienia | 1517 K (1244 °C) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura wrzenia | 2235 K (1962°C) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Objętość molowa | 7,35×10-6 m³/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciepło parowania | 226 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciepło topnienia | 12,05 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciśnienie pary nasyconej | 121 Pa (1517 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Prędkość dźwięku | 5150 m/s (293,15 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pozostałe dane | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektroujemność | 1,55 (Pauling) 1,60 (Allred) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciepło właściwe | 480 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Przewodność właściwa | 0,695×106 S/m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Przewodność cieplna | 7,82 W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| I Potencjał jonizacyjny | 717,3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| II Potencjał jonizacyjny | 1509 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| III Potencjał jonizacyjny | 3248 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| IV Potencjał jonizacyjny | 4940 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| V Potencjał jonizacyjny | 6990 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| VI Potencjał jonizacyjny | 9220 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| VII Potencjał jonizacyjny | 11500 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Przekrój czynny na pochł. neutronów termicznych |
13 b/atom | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Najbardziej stabilne izotopy* |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| *Wyjaśnienie skrótów: l.a.=liczba atomowa wyst.=występowanie w przyrodzie, o.p.r.=okres połowicznego rozpadu, s.r.=sposób rozpadu, e.r.=energia rozpadu, p.r.=produkt rozpadu, w.e.=wychwyt elektronu |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mangan (Mn, łac. manganium) to pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Ma 15 izotopów z przedziału mas 49-62 i izomery jądrowe 51m, 52m, 54m. Trwały jest tylko izotop 55, który stanowi niemal 100% składu izotopowego manganu występującego w naturze. Posiada 5 różnych stopni utleniania (od I do VII), z czego trwałe są tylko 3 (II, IV, VII).
Spis treści |
edytuj Właściwości chemiczne i fizyczne
Metaliczny mangan jest twardym, srebrzystym i kruchym materiałem. Jest bardzo reaktywny, zapala się w powietrzu i reaguje z wodą tworząc wodorotlenek. Jego własności są zbliżone do metali alkalicznych. Wraz ze wzorstem wartościowości we związkach rośnie charakter kwasowy. Jest pierwiastkiem rozciągliwym. Mangan jest masowo stosowanym dodatkiem do stali obniżając jej temperaturę topnienia i poprawiając własności mechaniczne. Posiada własności paramagnetyczne.
edytuj Odmiany alotropowe
Mangan, zależnie od temperatury, przyjmuje cztery formy alotropowe mające różne gęstości:
- poniżej 700°C: odmiana α
- między 700°C a 1079°C: odmiana β
- między 1079°C a 1143°: odmiana γ - dość miękka , łatwo poddaje się obróce mechanicznej
- powyżej 1143°: odmiana δ
edytuj Odkrycie
Sole i tlenki manganu były stosowane już w starożytności. Pierwszą osobą, która zasugerowała istnienie tego pierwiastka był Carl Wilhelm Scheele, zaś kilka lat później, w 1774 r. Johan Gottlieb Gahn jako pierwszy wyizolował ten pierwiastek w stanie czystym, przez redukcję dwutlenku manganu węglem:
- MnO2 + 2C → Mn + 2CO
edytuj Występowanie w skorupie ziemskiej
Występuje w skorupie ziemskiej w ilości 950 ppm w postaci rudy składającej się z mieszaniny kilkunastu rodzajów tlenków. Jest po żelazie najbardziej rozpowszechnionym metalem ciężkim. W światowym wydobyciu manganu (w przeliczeniu na czysty składnik), wynoszącym w 2001 r. 9 mln ton, przodowały: Chiny (2,5 mln ton), RPA (1,5 mln ton), Ukraina (1,2 mln ton), Australia (1,1 mln ton) i Brazylia (1,1 mln ton).
Ważniejsze minerały: braunsztyn i manganit - oba to mieszaniny różnych tlenków manganu.
edytuj Sztuczne radioizotopy
Do najważniejszych sztucznych radioizotopów należą:
- 52Mn otrzymywany w reakcjach 52Cr(d,2n)52Mn i 56Fe(p,dn)52Mn
- 54Mn otrzymywany w reakcjach 53Cr(d,n)54Mn i 56Fe(d,α)54Mn
- 56Mn otrzymywany przez neutronową aktywację metalicznego manganu lub dwutlenku manganu MnO2
Są one stosowane jako wskaźniki promieniotwórcze.
edytuj Otrzymywanie
Metaliczny mangan można otrzymać poprzez redukcję piroluzytu glinem w reakcji aluminotermii:
- Mn3O4 + 8Al → 4Al2O3 + 9Mn
edytuj Wartościowość manganu, a charakter kwasowo - zasadowy w tlenkach
Mangan tworzy tlenki na różnych stopniach utlenienia, właściwości kwasowe tlenku rosną wraz ze wzrostem stopnia utlenienia. Tlenek manganu ma trwałe związki na II, IV i VII stopniu utleniania, więc może występować jako:
- MnO tlenek manganu(II)
- MnO2 tlenek manganu(IV)
- Mn2O7 tlenek manganu(VII)
MnO tworzy zasadę:
- MnO + H2O → Mn(OH)2
Mangan występuje tutaj jako jon Mn2+. Jest reduktorem.
MnO2 jest amfoteryczny i nie reaguje z wodą, lecz z mocnymi kwasami i mocnymi zasadami.
- MnO2 + 4KOH + 2H2O → K4[Mn(OH)8
- MnO2 + H2SO4 → MnSO4 + H2O
W tych związkach mangan występuje jako MnO32-.
Mn2O7 tworzy kwas:
- 2Mn2O7 + H2O → 2HMnO4
Tutaj jako MnO4-. Jest utleniaczem
Zobacz więcej w osobnym artykule: Tlenki.edytuj Znaczenie biologiczne
Mangan obecny jest w centrach reaktywności wielu enzymów i jest niezbędnym do życia mikroelementem. Jego minimalne, dzienne spożycie powinno wynosić ok. 1 mg. W dużych ilosciach sole manganu są toksyczne.
Nadmiar moze również sprzyjać rozwojowi demencji, schizofrenii oraz poglebiac chorobe Parkinsona. Niedobor zaś powoduje opóźnienie w rozwoju fizycznym.
Źródła: czarna herbata, orzechy
edytuj Przykłady związków manganu
Związki manganu na stopniu utlenienia II:
Związki manganu na stopniu utlenienia III:
Związki manganu na stopniu utlenienia IV:
Związki manganu na stopniu utlenienia V:
Związki manganu na stopniu utlenienia VI i VII:
-
- Manganian(VI) potasu
- Manganian(VII) potasu (nadmanganian potasu)
- Kwas manganowy(VII)
(Ac) aktyn · (Am) ameryk · (Sb) antymon · (Ar) argon · (As) arsen · (At) astat · (N) azot · (Ba) bar · (Bk) berkel · (Be) beryl · (Bi) bizmut · (Bh) bohr · (B) bor · (Br) brom · (Ce) cer · (Cs) cez · (Cl) chlor · (Cr) chrom · (Sn) cyna · (Zn) cynk · (Zr) cyrkon · (Ds) darmsztadt · (Db) dubn · (Dy) dysproz · (Es) einstein · (Er) erb · (Eu) europ · (Fm) ferm · (F) fluor · (P) fosfor · (Fr) frans · (Gd) gadolin · (Ga) gal · (Ge) german · (Al) glin · (Hf) hafn · (Hs) has · (He) hel · (Ho) holm · (In) ind · (Ir) iryd · (Yb) iterb · (Y) itr · (I) jod · (Cd) kadm · (Cf) kaliforn · (Cm) kiur · (Co) kobalt · (Kr) krypton · (Si) krzem · (Xe) ksenon · (La) lantan · (Li) lit · (Lr) lorens · (Lu) lutet · (Mg) magnez · (Mn) mangan · (Mt) meitner · (Md) mendelew · (Cu) miedź · (Mo) molibden · (Nd) neodym · (Ne) neon · (Np) neptun · (Ni) nikiel · (Nb) niob · (No) nobel · (Pb) ołów · (Os) osm · (Pd) pallad · (Pt) platyna · (Pu) pluton · (Po) polon · (K) potas · (Pr) prazeodym · (Pm) promet · (Pa) protaktyn · (Ra) rad · (Rn) radon · (Re) ren · (Rh) rod · (Rg) roentgen · (Hg) rtęć · (Rb) rubid · (Ru) ruten · (Rf) rutherford · (Sm) samar · (Sg) seaborg · (Se) selen · (S) siarka · (Sc) skand · (Na) sód · (Ag) srebro · (Sr) stront · (Tl) tal · (Ta) tantal · (Tc) technet · (Te) tellur · (Tb) terb · (O) tlen · (Th) tor · (Tm) tul · (Ti) tytan · (Uub) ununbium · (Uuh) ununhexium · (Uuo) ununoctium · (Uup) ununpentium · (Uuq) ununquadium · (Uut) ununtrium · (U) uran · (V) wanad · (Ca) wapń · (C) węgiel · (H) wodór · (W) wolfram · (Au) złoto · (Fe) żelazo
Pierwiastki niezsyntezowane: (Uus) ununseptium · (Uue) ununennium · (Ubn) unbinilium · (Ubu) unbiunium · (Ubb) unbibium · (Ubt) unbitrium · (Ubq) unbiquadium · (Ubp) unbipentium · (Ubh) unbihexium