Μαγγάνιο (χημικό στοιχείο): ιδιότητες και εφαρμογή, ο χαρακτηρισμός του βαθμού οξείδωσης, ενδιαφέροντα γεγονότα

Ένα από τα πιο σημαντικά μέταλλο χάλυβα είναι μαγγάνιο. Επιπλέον, είναι σε γενικές γραμμές αρκετά ασυνήθιστο στοιχείο, το οποίο συνδέεται με ενδιαφέροντα στοιχεία. Σημαντικό για τους ζωντανούς οργανισμούς, είναι απαραίτητο για την παρασκευή πολλών κραμάτων, χημικών ουσιών. Μαγγάνιο - ένα χημικό στοιχείο, ένα εκ των οποίων η φωτογραφία μπορεί να φανεί στη συνέχεια. Ήταν ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά του αναφέρονται σε αυτό το άρθρο.

Χαρακτηριστικό χημικό στοιχείο

Αν μιλάμε για το μαγγάνιο ως στοιχείο του περιοδικού συστήματος, το πρώτο πράγμα που θα πρέπει να χαρακτηρίζει τη θέση του σε αυτό.

1. Βρίσκεται στο τέταρτο μεγάλο χρονικό διάστημα, η έβδομη ομάδα, οι υπο-ομάδες.
2. Αύξων αριθμός - 25. Μαγγάνιο - ένα στοιχείο, η επιβάρυνση των πυρήνων που είναι ίση με 25 άτομα. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι το ίδιο νετρονίων - 30.
3. Η αξία της ατομικής μάζας - 54.938.
4. Ονομασία στοιχείο χημική μαγγάνιο - Mn.
5. Λατινική ονομασία - μαγγανίου.

Βρίσκεται μεταξύ του χρωμίου και σιδήρου, γεγονός που εξηγεί την ομοιότητα του με τους στα φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά.

Μαγγάνιο - ένα χημικό στοιχείο: μέταλλο μεταπτώσεως

Αν θεωρήσουμε μια δεδομένη διαμόρφωση άτομο ηλεκτρονίων, τύπου της θα έχει τη μορφή: 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3p ⁶ 4s ² 3d ^5. Γίνεται φανερό ότι το στοιχείο επαφής αναφοράς - είναι ένα μέταλλο μετάπτωσης της d-οικογένειας. Πέντε ηλεκτρόνια στην 3d-υποστάΦμης μιλήσουμε για τη σταθερότητα του ατόμου, η οποία εκδηλώνεται σε χημικές ιδιότητές του.

Καθώς το αναγωγικό μέταλλο είναι μαγγάνιο, αλλά οι περισσότεροι των ενώσεων του είναι σε θέση να εκδηλωθεί και επαρκώς ισχυρά οξειδωτικά ικανότητα. Αυτό οφείλεται σε διαφορετικούς βαθμούς οξειδώσεως και σθενών, η οποία έχει την ενεργό στοιχείο. Αυτό είναι το χαρακτηριστικό αυτής της οικογένειας των μετάλλων.

Έτσι, μαγγάνιο - χημικό στοιχείο, που βρίσκεται ανάμεσα στα άλλα άτομα, και έχουν δικά τους ειδικά χαρακτηριστικά. Σκεφτείτε τι αυτές οι ιδιότητες με περισσότερες λεπτομέρειες.

Μαγγάνιο - ένα χημικό στοιχείο. βαθμός οξείδωσης

Έχουμε ήδη αναφέρθηκε στην ηλεκτρονική τύπο του ατόμου. Σύμφωνα με την ίδια, το στοιχείο αυτό μπορεί να είναι πιο θετικές καταστάσεις οξείδωσης. Αυτά είναι:

• 0?
• +2?
• 3?
• 4?
• 6?
• 7.

Το σθένος του ατόμου είναι IV. Η πιο σταθερή είναι εκείνες οι ενώσεις στις οποίες συμβαίνουν οι τιμές σε μαγγάνιο +2, +4, +6. Το υψηλότερο βαθμό οξείδωσης επιτρέπει ενώσεων να δρουν ως ισχυρά οξειδωτικά. Για παράδειγμα: _ΚΜηθ4, Mn ₂ O _7.

Ενώσεις με δύο αναγωγικούς παράγοντες είναι υδροξείδιο, το μαγγάνιο (II) έχει αμφοτερικές ιδιότητες, με υπεροχή των βασικών. Ενδιάμεσο βαθμούς δεικτών οξείδωσης σχηματίζουν αμφοτερική ένωση.

Η ιστορία της ανακάλυψης

Μαγγάνιο - ένα χημικό στοιχείο που έχει ανοίξει με τη μία, αλλά σταδιακά και από διαφορετικούς επιστήμονες. Ωστόσο, οι συνδέσεις του, οι άνθρωποι που χρησιμοποιούνται από την αρχαιότητα. Οξειδίου μαγγανίου (IV) χρησιμοποιήθηκε για την τήξη γυαλιού. Ένας Ιταλική ανέφερε ότι η προσθήκη αυτής της ένωσης ζωγραφίζει το χρώμα τους μωβ στη χημική παραγωγή γυαλιού. Μαζί με αυτό, η ίδια ουσία βοηθά στην εξάλειψη της θολερότητας σε χρωματιστά γυαλιά.

Αργότερα στην Αυστρία επιστήμονας Qaim διαχειρίζεται έλαβε κομμάτι μεταλλικού μαγγανίου, που ενεργούν για υψηλή pyurolizit θερμοκρασία (οξείδιο του μαγγανίου (IV)), ποτάσα και άνθρακα. Ωστόσο, αυτό το δείγμα είχε πολλές προσμίξεις, για την εξάλειψη ότι δεν θα μπορούσε, έτσι ώστε το άνοιγμα δεν έγινε.

Αργότερα ακόμα ένα άλλο επιστήμονα συντίθεται ως ένα μίγμα στο οποίο ένα σημαντικό ποσοστό αντιπροσώπευαν το καθαρό μέταλλο. Ήταν Μπέργκμαν, νωρίτερα ανακάλυψε το νικέλιο στοιχείο. Ωστόσο, το φέρει το θέμα πριν από το τέλος δεν ήταν να είναι.

Μαγγάνιο - ένα χημικό στοιχείο, το οποίο παρασκευάζεται και απομονώνεται με τη μορφή ενός απλού ουσίας για πρώτη φορά πέτυχε Karlu Sheele το 1774. Ωστόσο, το έκανε με Ι Hahn, ο οποίος έχει ολοκληρώσει τη διαδικασία της τήξης κομμάτι μετάλλου. Αλλά ακόμα δεν ήταν σε θέση να απαλλαγούμε εντελώς από ακαθαρσίες και να πάρετε μια απόδοση 100%.

Παρ 'όλα αυτά, είναι αυτή τη φορά ήταν η ανακάλυψη του ατόμου. Αυτοί οι ίδιοι οι επιστήμονες έχουν προσπαθήσει να δώσουν ένα όνομα ως πρωτοπόροι. επιλέχθηκε Μπορούν όρος manganezium. Ωστόσο, μετά την ανακάλυψη του μαγνησίου άρχισε σύγχυση και το όνομα του μαγγανίου άλλαξε στην τρέχουσα (H. David, 1908).

Από το μαγγάνιο - ένα χημικό στοιχείο του οποίου οι ιδιότητες είναι πολύ πολύτιμη για πολλές μεταλλουργικές διεργασίες, με την πάροδο του χρόνου κατέστη αναγκαίο να βρεθεί ακόμα ένας τρόπος για να παράγουν με τον πιο καθαρή μορφή. Αυτό το πρόβλημα λύθηκε από τους επιστήμονες σε όλο τον κόσμο, αλλά ήταν σε θέση να επιλυθεί μόνο το 1919 μέσα από το έργο του R. Agladze - Σοβιετική επιστήμονας και χημικός. Δηλαδή, βρήκε μια μέθοδο που μπορεί να είναι θειικά και χλωριούχα μαγγανίου με ηλεκτρόλυση για να ληφθεί περιεκτικότητα σε ουσία καθαρό μέταλλο 99,98%. Τώρα αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σε όλο τον κόσμο.

Όντας στη φύση

Μαγγάνιο - ένα χημικό στοιχείο, μια φωτογραφία ενός απλού ουσία η οποία μπορεί να φανεί παρακάτω. Στη φύση, υπάρχουν πολλά ισότοπα ενός ατόμου, ο αριθμός των νετρονίων στην οποία ποικίλλει σημαντικά. Έτσι, οι αριθμοί μάζα κυμαίνεται μέσα στο εύρος από 44 έως 69. Ωστόσο, η μόνη σταθερή ισότοπο ενός στοιχείου που έχει μια τιμή των ⁵⁵ Mn, άλλοι έχουν μια αμελητέα μικρό χρόνο ημιζωής, ή υπάρχει πολύ μικρές ποσότητες.

Από μαγγάνιο - χημικό στοιχείο στο οποίο ο βαθμός οξείδωσης ποικίλλει σημαντικά, και οι ενώσεις στη φύση καθώς σχηματίζει πολύ. Σε καθαρή μορφή, το στοιχείο δεν βρίσκεται καθόλου. Τα ορυκτά και μεταλλεύματα μόνιμη γείτονά του - σιδήρου. Σύνολο δυνατόν να ορίσει μερικά από τα πιο σημαντικά πετρώματα, τα οποία περιλαμβάνουν το μαγγάνιο.

1. Πυρολουσίτη. Μία ένωση του τύπου: MnO ₂ * nH ₂ O.
2. Ψιλομέλας μόριο MnO2 * mMnO * nH2O.
3. Μαγγανίτη τύπου ΜηΟ * ΟΗ.
4. Μπραουνίτης σπανιότερα από άλλους. Ο τύπος του Mn ₂ O _3.
5. Χαουσμανίτης τύπου Mn * Mn ₂ O _4.
6. Rodonite Mn ₂ (SiO _{3) 2.}
7. Μαγγάνιο μετάλλευμα ανθρακικού.
8. Βατόμουρο δοκαριού Rhodochrosite ή - MnCO _3.
9. Purple - Mn ₃ PO _4.

Επιπλέον, είναι δυνατόν να ορίσει διάφορα μεταλλεύματα, η οποία περιλαμβάνει επίσης το στοιχείο υπό εξέταση. Αυτά είναι:

• ασβεστίτη?
• σιδηρίτη?
• αργιλικών ορυκτών?
• χαλκηδόνιος?
• οπάλιο?
• άμμο και ένωση λάσπης.

Εκτός από την εξόρυξη και ιζηματογενή πετρώματα, ορυκτά, μαγγάνιο - χημικό στοιχείο που περιλαμβάνεται στη σύνθεση περιλαμβάνουν:

1. οργανισμούς των φυτών. Οι μεγαλύτερες μονάδες το στοιχείο αυτό είναι: κάστανο νερό, φακών του νερού, διάτομα.
2. μύκητες σκουριά.
3. Ορισμένα είδη βακτηρίων.
4. Τα ακόλουθα ζώα: κόκκινα μυρμήγκια, τα καρκινοειδή, μαλάκια.
5. Οι άνθρωποι - η καθημερινή ανάγκη περίπου 3-5 mg.
6. Οι ωκεανοί περιέχουν 0,3% νερού αυτού του στοιχείου.
7. Η συνολική περιεκτικότητα στο φλοιό του 0,1% κατά βάρος.

Σε γενικές γραμμές, είναι 14 πιο κοινό στοιχείο όλων των πλανήτη μας. Μεταξύ των μετάλλων σιδήρου βαρύ μετά την δεύτερη.

φυσικές ιδιότητες

Από την άποψη των ιδιοτήτων του μαγγανίου ως ένα απλό ουσία, υπάρχουν πολλά βασικά φυσικά χαρακτηριστικά για αυτό.

1. Σε μια απλή ουσία είναι ένα επαρκώς σκληρό μέταλλο (δείκτης κλίμακα Mohs' είναι 4). Χρώμα - ασημί λευκό, αέρας που καλύπτεται με ένα προστατευτικό φιλμ οξειδίου στο γυαλιστερό ενότητα.
2. Το σημείο τήξεως του 1246 ⁰ C.
3. Ζέσεως - 2061 ⁰ C.
4. Αγώγιμες ιδιότητες του καλού, είναι παραμαγνητικά.
5. Metal πυκνότητα είναι 7,44 g / cm ^3.
6. Υπάρχει στη μορφή τεσσάρων πολυμόρφων (α, β, γ, σ), που διαφέρουν ως προς τη δομή και πλέγματος σχήμα και την πυκνότητα συσκευασίας των ατόμων. Επίσης διαφορετική θερμοκρασία τήξης τους.

Στη μεταλλουργία χρησιμοποιούνται τρεις βασικές μορφές μαγγανίου: β, γ, σ. Η Alpha σπάνια, δεδομένου ότι είναι πολύ εύθραυστη στις ιδιότητές του.

χημικές ιδιότητες

Από την άποψη της χημείας, μαγγάνιο - χημικό στοιχείο του οποίου η χρέωση ιόντων ποικίλλει σημαντικά 2-7. Αυτό αφήνει το σημάδι της δραστηριότητας της. Η ελεύθερη μορφή του μαγγανίου στον αέρα αντιδρά πολύ ελαφρά με νερό, διαλυτό σε αραιό οξέα. Ωστόσο, θα πρέπει να αυξήσει μόνο τη θερμοκρασία του μετάλλου, όπως η δραστηριότητα αυξάνει δραματικά.

Έτσι, είναι ικανή να αντιδράσει με:

• αζώτου?
• άνθρακα?
• αλογόνα?
• πυριτίου?
• φωσφόρου?
• θείο και άλλα μη μέταλλα.

Όταν θερμαίνεται μετάλλου χωρίς αέρα εύκολα περνά στην κατάσταση ατμού. Ανάλογα με το βαθμό της οξείδωσης, η οποία εμφανίζει μαγγανίου και οι ενώσεις του μπορεί να είναι και οι δύο αναγωγικά μέσα και οξειδωτικά μέσα. Μερικές εμφανίζουν αμφοτερικά ιδιότητες. Έτσι, το βασικό χαρακτηριστικό των ενώσεων, οι οποίες είναι +2. Αμφοτερικό - 4, και ένα ισχυρό οξειδωτικό οξύ στην υψηλότερη τιμή της +7.

Παρά το γεγονός ότι το μαγγάνιο - είναι ένα μεταβατικό μέταλλο συμπλοκές ενώσεις είναι λίγα γι 'αυτόν. Αυτό οφείλεται στην σταθερή διαμόρφωση ηλεκτρονίων του ατόμου, για 3d-υποστιβάδα ότι περιέχει 5 ηλεκτρόνια.

Οι μέθοδοι για την παρασκευή

Υπάρχουν τρεις βασικοί τρόποι με τους οποίους μαγγάνιο παρασκευάζεται στη βιομηχανία (χημικό στοιχείο). Πώς να διαβάσετε το λατινικό τίτλο, έχουμε ήδη ορίσει - manganum. Αν το μεταφράσει στα ρωσικά, θα είναι «ναι, διευκρινίζει πράγματι αποχρωματίζεται». Ως εκ τούτου το όνομά του μαγγανίου του οφείλει να επιδεικνύει τις ιδιότητες είναι γνωστές από τα πανάρχαια χρόνια.

Ωστόσο, παρά τη δημοτικότητα, για να το πάρει σε καθαρή μορφή για χρήση μόνο που κατάφερε το 1919. Αυτό γίνεται από τις ακόλουθες μεθόδους.

1. Ηλεκτρόλυση, η απόδοση του προϊόντος είναι 99.98%. Με τον τρόπο αυτό, μαγγανίου στη χημική βιομηχανία.
2. Silicothermic ή ανάκτησης χρησιμοποιώντας πυρίτιο. Με τη μέθοδο αυτή υπάρχει η σύντηξη του πυριτίου και οξειδίου μαγγανίου (IV), με αποτέλεσμα ένα καθαρό μέταλλο. Η απόδοση είναι περίπου 68%, επειδή ένωση μαγγανίου είναι από-που παράγεται με το πυρίτιο στην πυριτίδιο. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται στη μεταλλουργική βιομηχανία.
3. Αργιλοθερμική μέθοδος - μια διαδικασία αποκατάστασης χρησιμοποιώντας αλουμίνιο. Επίσης, δεν δώσει πάρα υψηλή απόδοση, μαγγάνιο μολυνθεί από ακαθαρσίες.

Κατασκευή του μετάλλου είναι σημαντική για πολλές διεργασίες που εκτελούνται στη μεταλλουργία. Ακόμη και μια μικρή προσθήκη μαγγανίου είναι σε θέση να επηρεάσει σε μεγάλο βαθμό τις ιδιότητες των κραμάτων. Είναι αποδεδειγμένο ότι διαλύει πολλά μέταλλα, συμπληρώνοντας κρυσταλλικού πλέγματος του.

Εξερεύνηση και παραγωγή αυτού του στοιχείου η Ρωσία κατέχει την πρώτη θέση στον κόσμο. Επίσης, αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται σε χώρες όπως:

• Κίνα.
• Νότια Αφρική.
• Καζακστάν.
• Γεωργία.
• Ουκρανία.

Χρήση στη βιομηχανία

Μαγγάνιο - ένα χημικό στοιχείο, η χρήση των οποίων είναι σημαντική όχι μόνο στη μεταλλουργία. αλλά και σε άλλες περιοχές. Εκτός από το μέταλλο σε καθαρή μορφή, έχουν μεγάλη σημασία και διάφορες ενώσεις αυτού του ατόμου. Δείξτε τα κυριότερα.

1. Υπάρχουν διάφορα είδη των κραμάτων, η οποία, λόγω του μαγγανίου έχουν μοναδικές ιδιότητες. Για παράδειγμα, ο χάλυβας Hadfield είναι τόσο ισχυρό και ανθεκτικό ώστε να χρησιμοποιείται για μέρη τήξη εκσκαφέα, μηχανές επεξεργασίας βράχο, μύλοι, σφαιρόμυλους, στοιχεία θωράκισης.
2. Διοξείδιο μαγγανίου - οξειδωτική ηλεκτρολυτικής στοιχείο πρόσδεσης, χρησιμοποιείται κατά τη δημιουργία ενός αποπολωτής.
3. Πολλές ενώσεις του μαγγανίου που απαιτούνται για τις διάφορες συνθέσεις των οργανικών ουσιών.
4. Υπερμαγγανικό κάλιο (υπερμαγγανικό κάλιο ή) χρησιμοποιείται στην ιατρική ως ένα ισχυρό αντισηπτικό παράγοντα.
5. Αυτό το στοιχείο περιλαμβάνεται στη σύνθεση της μπρούντζο, ορείχαλκο, διαμορφώνει το δικό κράμα με χαλκό, το οποίο χρησιμεύει για την κατασκευή στροβίλων αεροσκαφών, πτερύγια, και άλλα μέρη.

Ο βιολογικός ρόλος

Η καθημερινή απαίτηση για ανθρώπινη μαγγανίου είναι 3-5 mg. Ανεπάρκεια αυτού του στοιχείου οδηγεί στην καταπίεση του νευρικού συστήματος, διαταραχές του ύπνου και το άγχος, ζάλη. Ο ρόλος του δεν είναι πλήρως κατανοητός, αλλά είναι σαφές ότι, πρώτα απ 'όλα, αυτό έχει αντίκτυπο στην:

• ανάπτυξη?
• δραστικότητα των σεξουαλικών αδένων?
• το έργο των ορμονών?
• ο σχηματισμός του αίματος.

Αυτό το στοιχείο είναι παρόν σε όλα τα φυτά, τα ζώα, ο άνθρωπος, που αποδεικνύεται σημαντικό βιολογικό ρόλο της.

Ενδιαφέρουσες πληροφορίες για το προϊόν

Μαγγάνιο - ένα χημικό στοιχείο, τα ενδιαφέροντα στοιχεία που μπορεί να εντυπωσιάσει κανέναν, και να καταστήσουμε σαφές πόσο σημαντικό είναι. Εδώ είναι οι πιο βασικές, που βρέθηκε το σήμα της στην ιστορία του μετάλλου.

1. Στην εποχή του Εμφυλίου Πολέμου στην ΕΣΣΔ, ένα από τα πρώτα εξαγώγιμα προϊόντα ήταν μετάλλευμα που περιέχει μεγάλη ποσότητα μαγγανίου.
2. Εάν το διοξείδιο του μαγγανίου για να συντήκονται με υδροξείδιο του καλίου και νιτρικού, και στη συνέχεια το προϊόν διαλύθηκε σε νερό, η μετατροπή ξεκινήσει έκπληξη. Πρώτον, η λύση θα γίνει πράσινη και στη συνέχεια να το μπλε χρώμα θα αλλάξει μετά - Purple. Τέλος, βατόμουρο και θα πέσει σταδιακά καφέ ίζημα. Αν το μείγμα να ταρακουνήσει, τότε και πάλι αποκατασταθεί το πράσινο και όλα ξανασυμβεί. Είναι γι 'αυτό το υπερμαγγανικό κάλιο και το όνομά του, το οποίο μεταφράζεται ως «μεταλλικό χαμαιλέοντας».
3. Αν το έδαφος για να κάνει λίπασμα που περιέχει μαγγάνιο, τότε η μονάδα θα αυξήσει την παραγωγικότητα και αυξάνουν το ρυθμό της φωτοσύνθεσης. Χειμώνας σιταριού θα σχηματίσουν καλύτερη.
4. Το μεγαλύτερο κομμάτι του ροδονίτη ορυκτού μαγγανίου ζύγιζε 47 τόνους και βρέθηκε στα Ουράλια.
5. Υπάρχει ένα τριαδικό κράμα που ονομάζεται μαγγανίνης. Αποτελείται από στοιχεία όπως ο χαλκός, το μαγγάνιο και το νικέλιο. Είναι μοναδική κατά το ότι έχει ένα μεγάλο ηλεκτρική αντίσταση, η οποία δεν εξαρτάται από τη θερμοκρασία, αλλά είναι υπό την επίδραση της πίεσης.

Φυσικά, αυτό δεν είναι όλα εκεί είναι να πω σχετικά με αυτό το μέταλλο. Μαγγάνιο - ένα χημικό στοιχείο, τα ενδιαφέροντα στοιχεία που είναι αρκετά διαφορετικές. Ειδικά αν μιλάμε για τις ιδιότητες που παρέχει διάφορα κράματα.