منگنز

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
کروممنگنزآهن
-

Mn

Tc
ظاهر
نقرهy metallic
A rough fragment of lustrous silvery metal
ویژگی‌های کلی
نام، نماد، عدد منگنز، Mn، 25
تلفظ به انگلیسی /ˈmæŋɡənz/ MANG-gən-neez
نام گروهی برای عناصر مشابه فلزات واسطه
گروه، دوره، بلوک ۷۴, d
جرم اتمی استاندارد 54.938045 g·mol−۱
آرایش الکترونی [Ar] 4s2 3d5
الکترون به لایه 2, 8, 13, 2 (تصویر)
ویژگی‌های فیزیکی
حالت جامد
چگالی (نزدیک به دمای اتاق) 7.21 g·cm−۳
چگالی مایع در نقطه ذوب 5.95 g·cm−۳
نقطه ذوب 1519 K, 1246 °C, 2275 °F
نقطه جوش 2334 K, 2061 °C, 3742 °F
گرمای هم‌جوشی 12.91 kJ·mol−1
گرمای تبخیر 221 kJ·mol−1
ظرفیت گرمایی 26.32 J·mol−۱·K−۱
فشار بخار
فشار (پاسکال) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱k ۱۰k ۱۰۰k
دما (کلوین) 1228 1347 1493 1691 1955 2333
ویژگی‌های اتمی
وضعیت اکسید شدن 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2, -3
(oxides: acidic, basic or amphoteric
depending on the oxidation state)
الکترونگاتیوی 1.55 (مقیاس پاولینگ)
انرژی‌های یونش
(more)
نخستین: 717.3 kJ·mol−1
دومین: 1509.0 kJ·mol−1
سومین: 3248 kJ·mol−1
شعاع اتمی 127 pm
شعاع کووالانسی 139±5 (low spin), 161±8 (high spin) pm
متفرقه
ساختار کریستالی body-centered cubic
مغناطیس paramagnetic
مقاومت الکتریکی (20 °C) 1.44 µΩ·m
رسانایی گرمایی (300 K) 7.81 W·m−1·K−1
انبساط گرمایی (25 °C) 21.7 µm·m−1·K−1
سرعت صوت (سیم نازک) (20 °C) 5150 m/s
مدول یانگ 198 GPa
مدول حجمی 120 GPa
سختی موس 6.0
سختی برینل 196 MPa
عدد کاس 7439-96-5
پایدارترین ایزوتوپ‌ها
مقاله اصلی ایزوتوپ‌های منگنز
ایزوتوپ NA نیم‌عمر DM DE (MeV) DP
52Mn syn 5.591 d ε - 52Cr
β+ 0.575 52Cr
γ 0.7, 0.9, 1.4 -
53Mn trace 3.74 ×106 y ε - 53Cr
54Mn syn 312.3 d ε 1.377 54Cr
γ 0.834 -
55Mn 100% 55Mn ایزوتوپ پایدار است که 30 نوترون دارد

منگنر یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۲۵ و نماد Mn است. این عنصر در دوره چهارم جدول تناوبی و در گروه فلزات واسطه قرار دارد. منگنز در طبیعت به صورت آزاد یافت نمی‌شود و معمولاً در مجاورت آهن است. کانی اصلی منگنز، پیرولوزیت است. یکی از کاربردهای مهم منگنر، آلیاژهای فلزی و به‌ویژه فولاد ضد زنگ است.

نام منگنز از منطقه مگنزیا در یونان (که بسیاری از کانی‌های آن از آنجا استخراج شده‌اند) گرفته شده‌است. یوهان گوتلیب برای نخستین بار در سال ۱۷۷۴، منگنز را به صورت ناخالص جداسازی کرد.

یون‌های منگنز، رنگ‌های مختلفی را تولید می‌کنند و به عنوان رنگدانه در صنعت به کار می‌روند. هم‌چنین منگنز دی‌اکسید در باتری‌های قلیایی به عنوان کاتد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در فرایندهای زیستی، یون منگنز نقش کوفاکتور را برای بسیاری از آنزیم‌ها دارد.[۱] آنزیم‌های منگنز در سم‌زدایی رادیکال‌های آزاد سوپراکسید در بافت‌هایی که از شکل عنصری اکسیژن استفاده می‌کنند، اهمیت دارند.

مشخصات[ویرایش]

خواص فیزیکی[ویرایش]

منگنز، فلزی نقره‌ای رنگ و مشابه آهن است. سخت و شکننده است.[۲] به سختی جوش‌پذیر است، ولی به راحتی اکسید می‌شود. منگنز و یون‌های اصلی آن، پارامغناطیس هستند.[۳] منگنز مانند آهن، در هوا به کندی کدر می‌شود و زنگ تولید می‌کند.

ایزوتوپ‌ها[ویرایش]

نوشتار اصلی: ایزوتوپ‌های منگنز

منگنز تنها یک ایزوتوپ پایدار با نام منگنز-۵۵ دارد. هم‌چنین ۱۸ ایزوتوپ پرتوزای آن تاکنون شناخته شده‌اند که پایدارترین ایزوتوپ آن، منگنز-۵۳ با نیمه‌عمر ۳٫۷ میلیون سال است. به جز دو ایزوتوپ دیگر (منگنز-۵۴ و منگنز-۵۲)، سایر ایزوتوپ‌های منگنز نیمه‌عمر کمتر از سه ساعت دارند.[۴]

منگنز یکی از اعضای گروه آهن است که گمان می‌شود در ستاره‌های بزرگ پیش از انفجار ابرنواختر ساخته شده‌اند.[۵] واپاشی عمده در ایزوتوپ‌های سبک‌تر از منگنز-۵۵، گیراندازی الکترون و در ایزوتوپ‌های سنگین‌تر، واپاشی بتا است.[۴]

خواص شیمیایی[ویرایش]

منگنز یکی از فلزات واسطهٔ الکتروپوزیتیو گروه VII است که پیکربندی الکترونی 3d54s2 دارد. (Mn(II و (Mn(III کمپلکس‌های فراوانی تشکیل می‌دهند. ترکیبات (Mn(II صورتی کمرنگ هستند. ترکیبات (Mn(III قهوه‌ای رنگ بوده و واپیچیدگی یان-تلر از خود نشان می‌دهند. منگنز IV به MnO2، MnF4 و برخی دیگر از کمپلکس‌ها محدود می‌شود.

خواص زیستی[ویرایش]

منگنز فلزی است که به گونه گسترده‌ای در بافت‌های بدن گیاهان و جانوران هست. این فلز یک ماده معدنی کمیاب نامیده می‌شود زیرا به مقدار بسیار کم در بدن انسان یافت می‌شود. بدن ما کم وبیش نزدیک 20 میلی گرم منگنز، به گونه بزرگ در استخوان ها، اندوخته دارد. منگنز در پایه ریزی بافت همبند چربی و کلسترول، استخوان، عوامل لختگی خون و پروتئین نقش دارد. این ماده همچنین برای عملکرد طبیعی مغز بایسته است. منگنز جزئی از ترکیب منگنز سوپراکسید دیسموتاز (MnSOD) است. این ترکیب یک آنتی اکسیدانت است که بدن را از رادیکال‌های آزاد نگهداری می‌کند. به دست آوردن مقدار کافی منگنز از رژیم غذایی، کار ساده‌ای است.

منابع[ویرایش]

  1. Roth, Jerome, Silvia Ponzoni and Michael Aschner. “Chapter 6 Manganese Homeostasis and Transport”. Lucia Banci. In Metallomics and the Cell. vol. 12. Springer. ISBN ‎978-94-007-5560-4. 
  2. Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Mangan". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (in German) (91–100 ed.). Walter de Gruyter. pp. 1110–1117. ISBN 3-11-007511-3. 
  3. Lide, David R. (2004). Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics. CRC press. ISBN 0-8493-0485-7. 
  4. ۴٫۰ ۴٫۱ Audi, Georges; Bersillon, O.; Blachot, J.; Wapstra, A.H. (2003). "The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties". Nuclear Physics A (Atomic Mass Data Center) 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 
  5. Schaefer, Jeorg; Faestermann, Thomas; Herzog, Gregory F.; Knie, Klaus; Korschinek, Gunther; Masarik, Jozef; Meier, Astrid; Poutivtsev, Michail; Rugel, Georg; Schlüchter, Christian; Serifiddin, Feride; Winckler, Gisela (2006). "Terrestrial manganese-53 – A new monitor of Earth surface processes". Earth and Planetary Science Letters 251 (3–4): 334–345. Bibcode:2006E&PSL.251..334S. doi:10.1016/j.epsl.2006.09.016.