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錳   25Mn
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外觀
金屬:銀色
銀色金屬光澤
概況
名稱·符號·序數 錳(Manganese)·Mn·25
元素類別 過渡金屬
·週期· 7·4·d
標準原子質量 54.938045(5)
電子排布

[] 4s2 3d5
2, 8, 13, 2

錳的电子層(2, 8, 13, 2)
物理性質
物態 固態
密度 (接近室温
7.21 g·cm−3
熔點時液體密度 5.95 g·cm−3
熔點 1519 K,1246 °C,2275 °F
沸點 2334 K,2061 °C,3742 °F
熔化熱 12.91 kJ·mol−1
汽化熱 221 kJ·mol−1
比熱容 26.32 J·mol−1·K−1

蒸汽壓

壓/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
溫/K 1228 1347 1493 1691 1955 2333
原子性質
氧化態 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2, -3
(酸性,鹼性或兩性
(取決於氧化狀態))
電負性 1.55(鲍林标度)
電離能

第一:717.3 kJ·mol−1
第二:1509.0 kJ·mol−1
第三:3248 kJ·mol−1

更多
原子半徑 127 pm
共價半徑 139±5(低自旋),161±8(高自旋) pm
雜項
晶體結構

體心立方晶格

磁序 順磁性
電阻率 (20 °C)1.44 Ω·m
熱導率 7.81 W·m−1·K−1
膨脹係數 (25 °C)21.7 µm·m−1·K−1
聲速(細棒) (20 °C)5150 m·s−1
楊氏模量 198 GPa
體積模量 120 GPa
莫氏硬度 6.0
布氏硬度 196 MPa
CAS號 7439-96-5
最穩定同位素

主条目:錳的同位素

同位素 豐度 半衰期 方式 能量MeV 產物
55Mn 100% 穩定,带30个中子

Manganese)是一种化学元素,它的化学符号Mn,它的原子序数是25,是一种过渡金属

性状[编辑]

锰是灰白色金属,性坚而脆,潮湿处会氧化

发现[编辑]

18世紀後半瑞典化學家Johann Gahn研究軟錳礦時,認為它是一種不同於以往金屬的氧化物,但他並沒有成功分離。舍勒嘗試分離也沒有成功,於是他向他的助手,同時也是他好朋友的甘英求助,到了1774年甘英才成功的從錳礦中分離出錳。 並將之命名為Manganese(錳)其拉丁语:magnes,意即「具磁性的」(但只有经过特殊处理的锰才会具有磁性),及元素符號Mn亦從之而來。人們早在1913年就已知錳是組成動物的重要元素之一,但直到1931年才經由動物實驗得知和錳有關的症狀。

来源 以软锰矿(MnO2硬锰矿((Ba.H2O)2Mn5O10)和菱锰矿(MnCO3)等形式存在于自然界中。

制取[编辑]

将软锰矿用铝盒盛放,下方有导管连接,使用氯酸钾和镁条进行加热,使铝化为三氧化二铝(高温耐火材料),软锰矿分解为单质锰和氧气,单质锰融化顺导管导出。

用途[编辑]

冶金工业中用以制造特种钢,在钢铁生产上用锰铁合金作为去硫剂和去氧剂。

合金电池等。二氧化锰(MnO2)用作催化剂棕色颜料高锰酸钾(KMnO4)用作氧化剂消毒剂

對人體的影響[编辑]

錳是身體所必需的微量元素之一,可構成生物體中具重要生理功能之輔酶,每日攝取約3-9mg。 具有以下之功能:

  1. 促進骨骼之發育以及生長
  2. 維持腦功能之正常運作
  3. 維持糖以及脂肪之正常代謝
  4. 維持細胞粒線體之完整
  5. 構成輔酶

由於粒線體需要錳,所以錳在粒線體多之組織含量較高,常見於骨骼肝臟腎臟胰臟。然而過量錳之攝取依然會對生物有所影響(神经退行性疾病),常見於職業中,其發生原因為吸入含錳濃度高之錳煙及錳塵。

化合物[编辑]

锰以氧化数+2、+4和+7的化合物最重要。

在酸性溶液中,Mn3+和MnO42-均易发生歧化反应

2 Mn3+ + 2 H2O → Mn2+ +MnO2↓ +4 H+
3 MnO42- + 4 H+ → 2 MnO4- + MnO2↓ + 2H2O

Mn2+较稳定,不容易被氧化,也不容易被还原。MnO4-和MnO2有强氧化性。在碱性溶液中,Mn(OH)2不稳定,易被空气中的氧气氧化为MnO2;MnO42-也能发生歧化反应,但反应不如在酸性溶液中进行得完全。

锰的氧化物及其水合物酸碱性的递变规律,是过渡金属中最典型的:随锰的氧化数的升高,酸性逐渐增强。[1]

锰的氧化物 锰的氢氧化物 酸碱性
MnO(绿) Mn(OH)2(白) 碱性
Mn2O3(棕) Mn(OH)3(棕) 弱碱性
MnO2(黑) Mn(OH)4(棕黑) 两性
H2MnO4(绿) 酸性
Mn2O7(绿) HMnO4(紫红) 强酸性

同位素[编辑]

参考[编辑]

  1. ^ 《无机化学》第四版.高等教育出版社.P392. 13.4.2 锰的重要化合物