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: