七氧化二锰

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七氧化二锰
IUPAC名
七氧化二锰
别名 氧化锰(VII)、高錳酸酐
识别
CAS号 12057-92-0
SMILES
性质
化学式 Mn2O7
摩尔质量 221.87 g·mol⁻¹
外观 墨绿色油状液体
密度 2.79 g/mL
熔点 5.9 °C
沸点 −10 °C时升华
加热时爆炸
溶解性 分解
结构
晶体结构 单斜
配位几何 两个Mn原子为四面体
危险性
主要危害 爆炸性、强氧化性
相关物质
相关化学品 Re2O7KMnO4Tc2O7
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

七氧化二锰化学式为Mn2O7化合物。又称“高锰酸酐”。可溶于四氯化碳。为酸性氧化物。这种物质在1860年最先被提出。由于其化学性质极不稳定且易爆,故很少直接制取。

制备[编辑]

生成七氧化二锰,可将浓H2SO4KMnO4反应,:

该反应机理为:硫酸先与高锰酸钾发生复分解反应生成高锰酸硫酸氢钾,浓硫酸又将高锰酸中的水脱去,得到七氧化二锰

结构[编辑]

晶体的七氧化二锰呈暗绿色。在反射光下它呈绿色;而在透射光下呈红色。能溶于四氯化碳,与水接触时反应。在5.9 °C时七氧化二锰即熔化,其固态在 −10 °C时升华。这些性质都表明七氧化二锰存在非极性键,这在后来被其结构所证实。七氧化二锰的分子由一对共用顶点的四面体结构构成。四面体的顶点为氧原子,而其中心为两个七价的锰原子。结构简式O3Mn-O-MnO3可以体现出其分子的连通性。分子末端的Mn-O键长1.585Å,而起连接作用的氧原子距两个锰原子均为1.77 Å。Mn−O−Mn键之间的角度为120.7°。[1]

在七氧化二锰中,锰元素显最高化合价+7价。

与七氧化二锰一样,焦硫酸根离子焦磷酸根离子重铬酸根离子等都有类似的结构,而其中最为相似的为七氧化二氯Tc2O7与Mn2O7结构上也很相似,但七氧化二锝的Tc−O−Tc键之间的角度为180°。固态的Re2O7不是由分子构成,但它也由一个交联的铼原子中心与四面体及八面体结构构成;而在气态中它由分子构成且结构与Tc2O7相似。

性质[编辑]

七氧化二锰是一种强氧化剂。它常温下极不稳定,在55°C时分解,生成MnO2O2[2] 分解时也会产生少量臭氧。高温或撞击作用下会发生爆炸性分解。 七氧化二锰可与硫酸进一步反应,生成MnO3+离子:

七氧化二锰可以与水剧烈反应生成高锰酸:

但由于反应极为剧烈,且有爆炸的风险,故这种方法很少用于实验室的高锰酸制取。

七氧化二锰能与许多有机物发生爆炸性反应,如淀粉

参考文献[编辑]

  1. ^ Simon, A.; Dronskowski, R.; Krebs, B.; Hettich, B. The Crystal Structure of Mn2O7. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1987, 26: 139–140. doi:10.1002/anie.198701391. 
  2. ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.

外部連結[编辑]