锰的性质和用途有哪些.pdf

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锰的性质和用途有哪些 一、锰的性质 锰是一种金属元素,它以化合物形式广泛存在于自然界 中,在地壳内锰的平均含量(质量分数)约为 0.1%* (质量分 数) ,在元素周期表中,锰属过渡元素,与铬、铁相邻,化学 活性比铬弱,比铁强。 (一 )锰的物理性质 金属锰为立方晶体,有 α, β和, γδ四种同素异性体,常 温下以 α锰最稳定。 金属锰的机械性能硬而脆,莫氏硬度为 5~6 ,致密块状 金属锰表面为银白色,粉状呈灰色。 锰的相对原子量为 54.9380 ±1。原子体积为 7.39cm3/mol 。金属锰的原子半径和室温下的密度,均随晶 型不同而略有差别,见表 1 。 表 1 室温下金属锰的原 子半径、密度与晶型的关系 晶型 原子半径 /pm 密度 / (g ·cm-3 ) α-Mn 124 7.44 β-Mn / 7.29 γ-Mn 136.6 7.11 δ-Mn 133.4 / 在大气压为 101.325kPa 时,锰的熔点为 1260℃, 沸点 1900℃,汽化热为 219.7kJ/mol 。在 0- 25 ℃时,锰的电阻率 为 185 μΩ· cm, 18在 ℃锰的磁化率为 9.9 ×10-6cm3/g 。 (二)锰的化学性质 锰属活泼金属,易被氧化。细粉状金属锰在空气中易燃 烧,但大块状金属锰在常温下不易受空气中的氧侵蚀,这是 因为在空气中金属锰表面易生成一层氧化物膜,对内层金属 锰起到了保护作用。在水中则易生成氢氧化物膜,可进一步 阻止锰对水分子中氢的置换作用。但是,若把锰放入含有 NH4Cl 的水溶液中,则置换反应能顺利进行。 锰原子处于基态的电子构型是 [Ar]3d54s2 。由于其最外 层和次外层中的电子( 3d4s )都可以成为价电子,因而锰是 变价元素。锰的主要氧化态有 +2 ,+3 ,+4 ,+6 和+7 。价态 的变化导致离子性质的变化,如锰离子半径随价态的增高而 变小,离子电位和电负性随价态增高而相应增大,其氧化物 的酸碱性随价态增高由碱性向酸性变化。锰的氧化物及其水 合物酸碱性递变规律是过渡元素中最典型的。它表现为随锰 的氧化态升高,碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强。 锰的共 价半径为 117pm ,与铁和铜的共价半径相同;同铬、钻、镍 的共价半径相近似。 据 Shannon (1970 )报道,锰的离子半径如下:氧化 态 配位数 离子半径 /pm +2 6 L75 H91 +3 6 L66 H73 +4 6 62 +6 4 35 +7 4 34 注 :L-- 表示低自旋; H-- 表示高自旋。 锰原子第一电离势为 7.43eV; 第二电离势为 15.64eV; 第 七电离势为 119.27eV, 是第一电离势的 16 倍。

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