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錳的理化性質

?? 2021-07-03 13440
核心提示:銀白色金屬,質堅而脆。屬于VIIB族元素。密度7.44克/立方厘米。熔點1244℃。在固態狀態時它以四種同素異形體存在α錳(體心立方

白色金屬,質堅而脆。屬于VIIB族元素。密度7.44克/立方厘米。熔點1244℃。在固態狀態時它以四種同素異形體存在α(體心立方),β錳(立方體),γ錳(面心立方),δ錳(體心立方)。電離能為7.435電子伏特。
元素符號:Mn
元素原子量:54.94
CAS號:7439-96-5
元素類型:金屬元素
體積彈性模量:120(GPa)
原子化焓:280.3 (kJ /mol @25℃)
熱容:26.32 J /(mol· K)導電性:0.0069510^6/(cm ·Ω )原子體積:7.39(立方厘米/摩爾)
元素在太陽中的含量:10(ppm)
元素在海水中的含量:
太平洋表面:0.0001(ppm)
地殼中含量:950(ppm)
質子數:25
中子數:30
相對原子質量:54.938049
原子序數:25
所屬周期:4所屬族數:VIIB
價電子排布:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2
外圍電子層排布:3d5 4s2
電子層:K-L-M-N
電子層分布:2-8-13-2
晶體結構:晶胞為體心立方晶胞,每個晶胞含有2個金屬原子。晶胞參數:
a = 891.25 pm
b = 891.25 pm
c = 891.25 pmα = 90° β = 90°
γ = 90°
莫氏硬度:6
電離能(kJ /mol)
M - M+ 717.4
M+ - M2+ 1509.0
M2+ - M3+ 3248.4
M3+ - M4+ 4940
M4+ - M5+ 6990
M5+ - M6+ 9200
M6+ - M7+ 11508
M7+ - M8+ 18956
M8+ - M9+ 21400
M9+ - M10+ 23960
聲音在其中的傳播速率:5150(m/S) 錳在元素周期表上位于第四周期,第VIIB族,屬于比較活潑的金屬,加熱時能和氧氣化合,易溶于稀酸生成二價錳鹽。 化合價 錳的化合價有+2、+3、+4、+5+6和+7。其中以+2(Mn2+的化合物)、+4(二氧化錳,為天然礦物)和+7(高錳酸鹽,如KMnO4)、+6(錳酸鹽,如K2MnO4)為穩定的氧化態。
在酸性溶液中,+3價的錳、+5價的錳和+6價的錳均比較容易發生歧化反應:
溶解氧O2
Mn較穩定,不容易被氧化,也不容易被還原。K2MnO4和MnO2有強氧化性。在堿性溶液中,Mn(OH)2不穩定,易被空氣中的氧氣氧化為水合MnO2;K2MnO4也能發生歧化反應,但反應不如在酸性溶液中進行得完全。
下面列出部分其化合價對應的化合物:
Mn-3:Na3[Mn(CO)4]
Mn-1:Na[Mn(CO)5]
Mn0:MnMn2(CO)10 K6[Mn(CN)6]
Mn+1:K5[Mn(CN)6]
Mn+2:MnO 二價錳鹽
Mn+3:MnF3 K3[Mn(CN)6]
Mn+4:MnO2 K2[MnF6] MnF4
Mn+5:Na3MnO4
Mn+6:MnO42-
Mn+7:MnO4- MnO3F KMnO4 化學反應 和氧氣的反應
在空氣中易氧化,生成褐色的氧化物覆蓋層。它也易在升溫時氧化。氧化時形成層狀氧化銹皮,最靠近金屬的氧錳化層是MnO(一氧化錳),而外層是Mn3O4(四氧化三錳):

在高于800℃的溫度下氧化時,MnO的厚度逐漸增加,而Mn3O4層的厚度減少。在800度以下出現第三種氧化層Mn2O2。在約450℃以下最外面的第四層氧化物MnO2是穩定的。
和水、酸的反應
錳和化學性質相似,常溫與水反應緩慢,當自身高溫時,反應迅速,水變為氫氣,錳被氧化,形成復雜氧化物:

錳易溶于稀酸,并有氫氣放出,生成二價錳離子:錳和濃硫酸、濃硝酸等氧化性酸反應生成二氧化硫、二氧化氮,自身被氧化成二價錳:


錳和錳礦是有些極大的分別的。


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