Манган (химичен елемент): свойства, приложение, обозначение, степен на окисление, интересни факти

Одним из самых важных для металлургии металлов е манган. Освен това той е доста необичаен елемент, който е свързан с интересни факти. Важно за живите организми, необходими за получаване на много сплави, химикали. Манганът е химичен елемент, чиято снимка може да се види по-долу. Това са неговите свойства и характеристики, които разглеждаме в тази статия.

Характеристики на химичния елемент

Ако говорим за мангана като елемент от периодичната система, тогава на първо място е необходимо да се характеризира неговото положение в него.

1. Той се намира в четвъртия голям период, седма група, подгрупа.
2. Серийният номер е 25. Манганът е химичен елемент, чийто заряд на атомното ядро ​​е +25. Броят на електроните е един и същ, неутроните - 30.
3. Стойността на атомната маса е 54,938.
4. Обозначението на химичния елемент манган е Mn.
5. Латинското име е манган.

Разположен е между хром и желязо, което обяснява сходството им с тях по физически и химични характеристики.

Манган - химичен елемент: преходен метал

Ако вземем предвид електронната конфигурация на редуцирания атом, тогава неговата формула ще изглежда така: 1s²2s²2n⁶AP²SN⁶извънредни ситуации²бл⁵. Становится очевидно, что рассматриваемый нами елемент е преходен метал от d-семейството. Пет електрона на 3d подравнина показват стабилността на атома, което се проявява в неговите химични свойства.

Като метал, манганът е редуциращ агент,обаче повечето от неговите съединения са способни да проявяват доста силни окислителни свойства. Това се дължи на различните степени на окисление и валентности, притежавани от този елемент. Това е особеността на всички метали от това семейство.

По този начин манганът е химичен елемент, разположен сред другите атоми и притежаващ свои специални характеристики. Нека разгледаме по-подробно какви са тези свойства.

Манганът е химичен елемент. Окислително състояние

Вече дадохме електронната формула на атома. Според нея този елемент е способен да проявява няколко положителни степени на окисление. То:

• 0;
• 2;
• 3;
• 4;
• +6;
• +7.

Валентността на атома е IV. Най-стабилни са онези съединения, при които стойностите на +2, +4, +6 се появяват в мангана. Най-високото ниво на окисление позволява на съединенията да действат като най-силните окислители. Например: KMnO₄, Mn₂ох₇.

Съединения с +2 са редуциращи агенти,мангановият (II) хидроксид има амфотерни свойства, с преобладаване на основни. Междинните степени на окисление образуват амфотерни съединения.

История на откритието

Манганът е химичен елемент, който е откритне веднага, а постепенно и от различни учени. Хората обаче са използвали неговите съединения от древни времена. За топене на стъкло се използва манганов (IV) оксид. Един италианец заяви, че добавянето на това съединение при химическото производство на очила оцветява цвета им в лилаво. Заедно с това едно и също вещество помага за премахване на мътността в цветните стъкла.

По-късно в Австрия ученият Кейм успява да получи парчеметален манган, действащ с висока температура върху пуролизит (манганов (IV) оксид), поташ и въглища. Тази проба обаче имаше много примеси, които той не можа да елиминира, така че откритието не се състоя.

Още по-късно друг учен също синтезира смес,в които значителна част се отчита от чист метал. Това беше Бергман, който преди това беше открил елемента никел. Той обаче не беше предопределен да довърши въпроса.

Манганът е химичен елемент, получете иКарл Шееле е първият, който го изолира под формата на просто вещество през 1774 година. Той обаче го направи заедно с И. Ган, който завърши процеса на топене на парче метал. Но дори те не успяха напълно да го освободят от примеси и да получат 100% добив на продукта.

Независимо от това, това време се превърна в откритиена даден атом. Същите учени се опитаха да дадат името, както откривателите. Те избраха термина манганезий. След откриването на магнезия обаче започва объркване и името на мангана е променено на съвременното (H. David, 1908).

Тъй като манганът е химичен елемент, свойстватакоито са много ценни за много металургични процеси, с течение на времето се наложи да се намери начин да се получи във възможно най-чиста форма. Този проблем е решен от учени от цял ​​свят, но успява да бъде разрешен едва през 1919 г. благодарение на трудовете на Р. Агладзе, съветски химик. Именно той намери начин да получи чист метал със съдържание на вещество 99,98% от манганови сулфати и хлориди чрез електролиза. Сега този метод се използва по целия свят.

Да си в природата

Манганът е химичен елемент, снимка на проствещества, от които могат да се видят по-долу. В природата има много изотопи на този атом, броят на неутроните в които варира значително. По този начин масовите числа варират от 44 до 69. Единственият стабилен изотоп обаче е елементът със стойността ⁵⁵Mn, всички останали имат или незначителен полуживот, или съществуват в твърде малки количества.

Тъй като манганът е химичен елемент, степентачието окисление е много различно, тогава той също така образува много съединения в природата. В чист вид този елемент изобщо не се среща. В минералите и рудите постоянният му съсед е желязото. Като цяло могат да бъдат идентифицирани няколко от най-важните скали, които включват манган.

1. Пиролузит. Формула на съединението: MnO₂* nH₂О.
2. Псиломелан, молекула на MnO2 * mMnO * nH2O.
3. Манганит, формула MnO * OH.
4. Браунитът е по-рядко срещан от останалите. Формула Mn₂ох₃.
5. Гаусманит, формула Mn * Mn₂ох_4.
6. Родонит Мн₂(SiO₃)₂.
7. Манганови карбонатни руди.
8. Малинов шпат или родохрозит - MnCO₃.
9. Пурпурит - Mn₃софтуер₄.

Освен това могат да бъдат обозначени още няколко минерала, които също включват въпросния елемент. То:

• калцит;
• сидерит;
• глинени минерали;
• халцедон;
• опал;
• пясъчно-глинести съединения.

В допълнение към скалите и седиментните скали, минерали, манганът е химичен елемент, който е част от следните обекти:

1. Растителни организми. Най-големите акумулатори на този елемент са: воден орех, патица, диатоми.
2. Ръждиви гъби.
3. Някои видове бактерии.
4. Следните животни: червени мравки, ракообразни, мекотели.
5. Хора - Дневната нужда е приблизително 3-5 mg.
6. Водите на Световния океан съдържат 0,3% от този елемент.
7. Общото съдържание в земната кора е 0,1% тегловни.

Като цяло това е 14-ият най-често срещан елемент от всички на нашата планета. Сред тежките метали той е вторият след желязото.

Физични свойства

От гледна точка на свойствата на мангана като просто вещество, могат да се разграничат няколко основни физически характеристики за него.

1. Под формата на просто вещество е такадостатъчно твърд метал (по скалата на Моос показателят е 4). Цвят - сребристо бял, покрит със защитен оксиден филм на въздух, блести върху разреза.
2. Точката на топене е 1246⁰S.
3. Кипене - 2061⁰S.
4. Има добри проводими свойства и е парамагнитен.
5. Плътността на метала е 7,44 g / cm³.
6. Той съществува под формата на четири полиморфни модификации (α, β, γ, σ), различаващи се по структурата и формата на кристалната решетка и плътността на опаковане на атомите. Точката им на топене също се различава.

В металургията се използват три основни форми на манган: β, γ, σ. Алфата е по-рядко срещана, тъй като е твърде крехка по своите свойства.

Химични свойства

Химически погледнато, манганът е химикалелемент, чийто йонен заряд варира значително от +2 до +7. Това оставя отпечатък върху неговата дейност. Във свободна форма на въздух манганът реагира много слабо с вода и се разтваря в разредени киселини. Веднага след като температурата се повиши, активността на метала се увеличава рязко.

Така че той е в състояние да взаимодейства с:

• азот;
• въглерод;
• халогени;
• силиций;
• фосфор;
• сиво и други неметали.

Когато се нагрява без достъп на въздух, металът леснопреминава в парообразно състояние. В зависимост от степента на окисление, което манганът проявява, неговите съединения могат да бъдат както редуциращи, така и окислителни агенти. Някои проявяват амфотерни свойства. И така, основните са типични за съединения, в които е +2. Амфотерни - +4, а киселинни и силно окисляващи с най-висока стойност +7.

Въпреки факта, че манганът е преходенметал, сложни съединения за него са малко. Това се дължи на стабилната електронна конфигурация на атома, тъй като неговото 3d подниво съдържа 5 електрона.

Методи за получаване

Има три основни начина, по коитопромишлеността получава манган (химичен елемент). Тъй като името се чете на латински, ние вече посочихме - manganum. Ако го преведете на руски, тогава ще бъде „да, разяснявам, обезцветявам“. Манганът дължи това име на проявените свойства, известни от древни времена.

Въпреки славата обаче, те успяват да я получат в чист вид за използване едва през 1919 година. Това се прави по следните методи.

1. Електролиза, добивът на продукта е 99,98%. По този начин се получава манган в химическата промишленост.
2. Силикотермично, или възстановяване ссилиций. Този метод разтопява силиций и манганов (IV) оксид, което води до чист метал. Добивът е около 68%, тъй като съединението на манган със силиций за образуване на силицид е страничен процес. Този метод се използва в металургичната индустрия.
3. Алумотермичен метод - възстановяване с алуминий. Също така не дава прекалено висок добив на продукт, манганът се образува замърсен с примеси.

Производството на този метал е важнозначение за много процеси в металургията. Дори малко добавяне на манган може значително да повлияе на свойствата на сплавите. Доказано е, че много метали се разтварят в него, запълвайки кристалната му решетка.

За добива и производството на този елемент Русия е на първо място в света. Също така този процес се извършва в страни като:

• Китай.
• Южна Африка.
• Казахстан.
• Грузия.
• Украйна.

Промишлена употреба

Манган - химичен елемент, приложениекоето е важно не само в металургията. но и в други области. Освен чистия метал, голямо значение имат и различни съединения от даден атом. Нека маркираме основните.

1. Има няколко вида сплави, които,благодарение на мангана те имат уникални свойства. Например, стомана Hadfield е толкова здрава и устойчива на износване, че се използва за топене на части от багери, машини за обработка на камък, трошачки, топкови мелници и бронирани части.
2. Мангановият диоксид е незаменим окислителен елемент на галваничното покритие; той се използва за създаване на деполяризатори.
3. За органичния синтез на различни вещества са необходими много манганови съединения.
4. Калиев перманганат (или калиев перманганат) се използва в медицината като мощен дезинфектант.
5. Този елемент е част от бронз, месинг, образува собствена сплав с мед, която се използва за производството на самолетни турбини, лопатки и други части.

Биологична роля

Ежедневно изискване за манган за хоратае 3-5 mg. Недостигът на този елемент води до депресия на нервната система, нарушение на съня и безпокойство, световъртеж. Ролята му все още не е напълно разбрана, но е ясно, че на първо място влияе върху:

• растеж;
• активност на половите жлези;
• работата на хормоните;
• образуване на кръв.

Този елемент присъства във всички растения, животни, хора, което доказва важната му биологична роля.

Интересна информация за артикула

Манганът е химичен елемент, интересни факти закоито могат да впечатлят всеки човек, както и да го накарат да разбере колко е важен. Ето най-основните, които са намерили своя отпечатък в историята на този метал.

1. По време на тежките времена на гражданската война в СССР един от първите продукти за износ беше рудата, съдържаща големи количества манган.
2. Ако мангановият диоксид се слее с хидроксидкалий и нитрат и след това разтваряйте продукта във вода, тогава ще започнат невероятни трансформации. Първо, разтворът ще стане зелен, след това цветът ще се промени на син, след това лилав. Накрая ще стане пурпурно и постепенно ще изпадне кафява утайка. Ако сместа се разклати, тогава зеленият цвят ще се възстанови отново и всичко ще се случи отново. Именно за това калиевият перманганат получи името си, което се превежда като "минерален хамелеон".
3. Ако торове, съдържащи манган, се внасят в почвата, тогава производителността на растенията ще се увеличи и скоростта на фотосинтеза ще се увеличи. Зимната пшеница ще образува по-добри зърна.
4. Най-голямата бучка манганов минерал родонит тежи 47 тона и е открита в Урал.
5. Има тройна сплав, нареченаманганин. Състои се от елементи като мед, манган и никел. Неговата уникалност е, че има високо електрическо съпротивление, което не зависи от температурата, но се влияе от налягането.

Разбира се, това не е всичко, което може да се каже за него.метал. Манганът е химичен елемент, интересните факти за който са доста разнообразни. Особено що се отнася до свойствата, които той придава на различни сплави.