Марганец. Свойства элементов VII B группы.

Свойства 25Mn 43Tc 75Re
Атомная масса 54,938 186,21
Электронная конфигурация*
0,126 0,136 0,137
0,743 0,728 0,787
Энергия ионизации 7,43 7,28 7,87
Относительная электроотрицательность 1,6 - 1,46
Возможные степени окисления +2, +4, +6, +7 +4, +5, +7 +2, +4, +6, +7
кларк, ат.% (распространненость в природе) 0,03 - 9×10-9
Агрегатное состояние (н. у.) Т В Е Р Д Ы Е В Е Щ Е С Т В А
Цвет Серебристый серебристо-коричневый серебристо-белый
Плотность 7,4 14,49 21,04

*Приведены конфигурации внешних электронных уровней атомов соответствующих элементов. Конфигурации остальных электронных уровней совпадают с таковыми для благородных газов, завершающих предыдущий период и указанных в скобках.

Марганец.Металлический марганец реагирует с кислотами, образуя соли марганца(II):

В различных соединениях марганец проявляет степени окисления 2+, 4+, 6+ и 7+. Чем выше степень окисления, тем более ковалентный характер имеют соответствующие соединения. С возрастанием степени окисления марганца увеличивается также кислотность его оксидов.

При нагревании марганец взаимодействует с кислородом, галогенами, углеродом, бором, кремнием, серой. При взаимодействии марганца с кислородом образуются смешанные оксиды:

Диспергированный марганец при нагревании реагирует с водой:

Одной из особенностей марганца является способность поглощать кислород.

Марганец пассивируется в обычных условиях концентрированными кислотами окислителями, хотя при нагревании реакция идет:

При взаимодействии с разбавленными кислотами выделяется водород:

На самом деле в растворе существует аквакомплекс [Mn(H2O)6]Cl2.

Марганец взаимодействует со щелочами в присутствие окислителя:

Оксид марганца (II).Оксид марганца (II) можно получить восстановление оксида марганца (IV):

Этот оксид обладает основными свойствами. Так, он не реагирует с водой, а при взаимодействии с кислотами образуются соли марганца (II):

Гидроксид марганца (II).При взаимодействии солей марганца (II) со щелочами выпадает белый, нерастворимый осадок Mn(OH)2:

При взаимодействии с киcлотами от дает соли марганца (II):

При стоянии на воздухе гидроксид марганца (II) переходит в оксогидроксид, который далее окисляется до оксида марганца (IV):

Аналогичная реакция протекает с сульфидом марганца MnS, но с выпадением осадка серы.

Соли марганца (II).Марганец (II) при взаимодействии с сильными окислителями переходит в различные степени окисления в зависимости от реакции среды:

что можно проиллюстрировать следующими примерами:

К трудно растворимым солям марганца (II) относятся фторид, карбонат и фосфат.

Оксид марганца (IV).Наиболее важным соединением марганца(IV) является его оксид MnO2. Это соединение коричнево-черного цвета не растворяется в воде. Оксид марганца (IV) — сильный окислитель, который, например, окисляет концентрированную соляную кислоту до хлора:

Эта реакция часто используется для получения хлора в лаборатории.

Этот оксид обладает амфотерными свойствами, равно как и оксогидроксид MnO(OH)2 и гидроксид Mn(OH)4 марганца (IV):

Манганат калия.Соединения марганца (VI) малоустойчивы, однако наиболее известное соединение — манганат калия K2MnО4 — устойчив в щелочной среде. Он образуется при восстановлении перманганата калия в щелочной среде, например:

Вообще для Mn6+ характерны следующие продукты окислительно-восстановительных реакций:

Например:

Перманганат калия.Высшую степень окисления 7+ марганец имеет в кислотном оксиде Мn2О7 и перманганате калия КмnO4. Последнее вещество — кристаллы фиолетового цвета, хорошо растворимые в воде.

Перманганат калия — сильнейший окислитель. В кислой среде он восстанавливается до ионов Мn2+:

в щелочнойсреде — до К2МnO4 (см. выше), а в нейтральнойсреде — до MnO2: