Mangan

Z Wikipedii

Cr - Mn - Fe   Mn Tc       Układ okresowy
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
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	[Ar]3d54s2
e- na poziom energetyczny	2, 8, 13, 2
Stopień utlenienia	7, 6, 4, 2, 3
Własności kwasowe tlenków	silnie kwasowe
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*
izotop wyst. o.p.r s.r. e.r. MeV p.r. 52Mn {syn.} 5,591 dni w.e. 4,712 52Cr 53Mn {syn.} 3,74×106 lat w.e. 0,597 53Cr 54Mn {syn.} 312,3 dni w.e. 1,377 54Cr 55Mn 100% stabilny izotop z 30 neutronami 56Mn {syn.} 2,579 godz. β- 3,696 56Fe
Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej, użyte są jednostki SI i warunki normalne.
*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. Posiada 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.

Mangan jest pierwiastkiem rozciągliwym.

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.

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.

Metaliczny mangan można otrzymać poprzez redukcję tlenku glinem.

Najbardziej znanym związkiem manganu jest nadmanganian potasu (KMnO₄), posiadający silne własności bakteriobójcze i grzybobójcze, stosowany do odkażania wody i w walce z pasożytami skóry. Związek ten ma postać ciemnofioletowych, łatwo rozpuszczalnych w wodzie kryształów.

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

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.

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. Mangan jest masowo stosowanym dodatkiem do stali obniżając jej temperaturę topnienia i poprawiając własności mechaniczne. Posiada własności paramagnetyczne.

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.