Манган

Чөлөөт нэвтэрхий толь — Википедиагаас
Харайх: Удирдах, Хайлт
Манган,  25Mn
Гялтгар мөнгөлөг металлын бүдүүлэг хэсэг
Ерөнхий шинж чанарууд
Нэр, тэмдэг манган, Mn
Гадаад байдал металлын мөнгөлөг
Англи дуудлага /ˈmæŋɡənz/
MANG-gə-neez
Манган-ийн үелэх систем дэх байрлал
Устөрөгч (диатомт металл бус)
Гели (инерт хий)
Лити (шүлтийн металл)
Берилли (газрын шүлтэт металл)
Бор (химийн элемент) (металлоид)
Нүүрстөрөгч (полиатомт металл бус)
Азот (диатомт металл бус)
Хүчилтөрөгч (диатомт металл бус)
Фтор (диатомт металл бус)
Неон (инерт хий)
Натри (шүлтийн металл)
Магни (газрын шүлтэт металл)
Хөнгөн цагаан (шилжилтийн дараах металл)
Цахиур (металлоид)
Фосфор (полиатомт металл бус)
Хүхэр (полиатомт металл бус)
Хлор (диатомт металл бус)
Аргон (инерт хий)
Кали (шүлтийн металл)
Кальци (газрын шүлтэт металл)
Сканди (шилжилтийн металл)
Титан (шилжилтийн металл)
Ванади (шилжилтийн металл)
Хром (шилжилтийн металл)
Манган (шилжилтийн металл)
Төмөр (химийн элемент) (шилжилтийн металл)
Кобальт (шилжилтийн металл)
Никель (шилжилтийн металл)
Зэс (шилжилтийн металл)
Цайр (шилжилтийн металл)
Галли (шилжилтийн дараах металл)
Германи (металлоид)
Арсени (металлоид)
Селен (полиатомт металл бус)
Бром (диатомт металл бус)
Криптон (инерт хий)
Рубиди (шүлтийн металл)
Стронци (газрын шүлтэт металл)
Иттри (шилжилтийн металл)
Циркони (шилжилтийн металл)
Ниоби (шилжилтийн металл)
Молбиден (шилжилтийн металл)
Технеци (шилжилтийн металл)
Рутени (шилжилтийн металл)
Роди (шилжилтийн металл)
Паллади (шилжилтийн металл)
Мөнгө (шилжилтийн металл)
Кадми (шилжилтийн металл)
Инди (шилжилтийн дараах металл)
Цагаан тугалга (шилжилтийн дараах металл)
Сурьма (металлоид)
Теллур (металлоид)
Иод (диатомт металл бус)
Ксенон (инерт хий)
Цези (шүлтийн металл)
Бари (газрын шүлтэт металл)
Лантан (лантаноид)
Цери (лантаноид)
Празиодим (лантаноид)
Неодим (лантаноид)
Промети (лантаноид)
Самари (лантаноид)
Европи (лантаноид)
Гадолини (лантаноид)
Терби (лантаноид)
Диспрози (лантаноид)
Голми (лантаноид)
Ерби (лантаноид)
Тули (лантаноид)
Иттерби (лантаноид)
Лютеци (лантаноид)
Гафни (шилжилтийн металл)
Тантал (шилжилтийн металл)
Вольфрам (шилжилтийн металл)
Рени (шилжилтийн металл)
Осми (шилжилтийн металл)
Ириди (шилжилтийн металл)
Цагаан алт (шилжилтийн металл)
Алт (шилжилтийн металл)
Мөнгөн ус (шилжилтийн металл)
Талли (шилжилтийн дараах металл)
Хар тугалга (шилжилтийн дараах металл)
Висмут (шилжилтийн дараах металл)
Полони (шилжилтийн дараах металл)
Астат (металлоид)
Радон (инерт хий)
Франци (шүлтийн металл)
Ради (газрын шүлтэт металл)
Актини (актиноид)
Тори (актиноид)
Протактини (актиноид)
Уран (актиноид)
Нептуни (актиноид)
Плутони (актиноид)
Америци (актиноид)
Кюри (актиноид)
Беркли (актиноид)
Калифорни (актиноид)
Эйнштейни (актиноид)
Ферми (актиноид)
Менделееви (актиноид)
Нобели (актиноид)
Лоуренси (актиноид)
Рутерфорди (шилжилтийн металл)
Дубни (шилжилтийн металл)
Сиборги (шилжилтийн металл)
Бори (шилжилтийн металл)
Хасси (шилжилтийн металл)
Мейтнери (unknown chemical properties)
Дармштадти (unknown chemical properties)
Рентгени (unknown chemical properties)
Копеници (шилжилтийн металл)
Унунтри (unknown chemical properties)
Флерови (шилжилтийн дараах металл)
Унунпенти (unknown chemical properties)
Ливермори (unknown chemical properties)
Унунсепти (unknown chemical properties)
Унунокти (unknown chemical properties)


Mn

Tc
хроммангантөмөр
Цэнэгийн тоо (Z) 25
Атом масс (±) (Ar) 54.938044(3)[1]
Элементийн ангилал   шилжилтийн металл
Бүлэг, блок бүлэг 7, d-блок
Үе үе 4
Электрон бүтэц [Ar] 3d5 4s2
давхарга бүрт
2, 8, 13, 2
Физик шинж чанарууд
Төлөв хатуу
Хайлах температур 1519 K ​(1246 °C, ​2275 °F)
Буцлах температур 2334 K ​(2061 °C, ​3742 °F)
Нягт т.т. 7.21 g/cm3
шингэн үед,х.т. 5.95 g/cm3
Хайлах энтальп 12.91 kJ/mol
Уурших энтальп 221 kJ/mol
Хувийн дулаан шингээлт 26.32 J/(mol·K)
Уурын даралт
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 1228 1347 1493 1691 1955 2333
Атомын шинж чанар
Исэлдэлтийн зэрэг 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2, −3 ​(исэлдэх зэргээс хамаарч, хүчиллэг, суурилаг эсвэл амфотер исэл)
Цахилгаан сөрөг чанар Полингийн шаталбар: 1.55
Ионжилтын энерги 1 дэх: 717.3 kJ/mol
2 дахь: 1509.0 kJ/mol
3 дахь: 3248 kJ/mol
(илүү үзэх)
Атомын радиус эмпирик: 127 pm
Ковалент радиус нам спин: 139±5 pm
өндөр спин: 161±8 pm
Бусад
Талст бүтэц бие-төвтэй куб (бтк)
Body-centered cubic crystal structure for манган
Дууны хурд нарийн савх 5150 m/s (at 20 °C)
Дулааны тэлэлт 21.7 µm/(m·K) ( 25 °C-д)
Дулаан дамжуулалт 7.81 W/(m·K)
Цахилгаан эсэргүүцэл 1.44 µΩ·m ( 20 °C-д)
Соронзон чанар парасоронзон
Юнгийн модуль 198 GPa
Эзлэхүүний модуль 120 GPa
Моосын хатуулаг 6.0
Бринеллийн хатуулаг 196 MPa
CAS дугаар 7439-96-5
Түүх
Нээсэн Торберн Улаф Бергман (1770)
Анх ялгасан Юхан Готлиб Ган (1774)
Хамгийн тогвортой изотопууд
изо БДТ ХЗҮ ЗТ ЗЭ (MeV) ЗБ
52Mn син 5.591 хоног ε 52Cr
β+ 0.575 52Cr
γ 0.7, 0.9, 1.4
53Mn ул мөр 3.74×106 жил ε 53Cr
54Mn syn 312.3 хоног ε 1.377 54Cr
γ 0.834
55Mn 100% 55Mn нь 30 нейтронтой үед тогтвортой
үзэх · хэлэлцэх · засах· эх сурвалж

Манган (англ. Manganese) буюу марганц нь атомын дугаар 25 бүхий химийн элемент бөгөөд Mn гэж тэмдэглэнэ.

Түүх[засварлах | edit source]

1540 онд Италийн металлургч В.Бирингуччно пиролюзит хүрэн өнгөтэй, хайлдаггүй бөгөөд шил шаазан эдлэлийг ягаан өнгөтэй болгоход хэрэглэдэг гэж бичсэн байна. Пиролюзитын өөр бас нэг гайхамшигтай шинж чанар нь ногоон шар шилний бүүдгэр өнгийг арилгадаг болохыг тэмдгэлсэн байна. Металл манганцыг анх гаргаж чадсан хүн нь Австрийн эрдэмтэн И.Кайм мөн юм. Тэрээр 1770 онд 1 жингийн хэсэг пиролюзит, 2 жингийн хэсэг хар хайлуураас тогтсон хольцыг халааж хэврэг, цагаан цэнхэр өнгөтэй талст гаргаж авсан байна. Энэ нь бохир манганц байсан байна. Тэгээд энэ эрдэмтэн өөрийнхөө гаргаж авсан металлд төмөр байхгүй хэмээн тэмдэглэж судалгаагаа эцэст нь хүргэлгүй орхисон байна. Манганцын цаашдын хувь заяа нь энэ үед никелийн нээлтийг батлаад байсан Т.Бергманы нэртэй холбоотой болжээ. Тэрээр пиролюзит гэдэг эрдэс бодис бол хар магнези гэж нэрлэдэг шинэ шороо юм гэж тодорхойлолт өгөөд, түүнийг шатаасан шохой, цагаан магнези оксидтой хольж андуурч болохгүй гэжээ. Гэвч Т.Бергман пиролюзитаас металл ялгаж авч чадаагүйгээрээ И.Каймаас ялгаатай. Энэ эрдсээс шинэ элемент ялгаж авах гэсэн зорилт тавьсан 3дахь хүн бол Шееле юм. Тэрээр 1774 онд пиролюзитыг судалсан гурван жилийнхээ дүнг эмхтгэж “Манганц түүний шинж чанарын тухай” гэсэн илтгэлийг Стокхольмын акедемид хэлэлцүүлсэн байна. Тэрээр үлэмж утга төгөлдөр энэ ажилдаа хоёр металл “бари, манганц” байна гээд хийн байдалтай хоёр элемент “хожмын хлор, хүчилтөрөгч” хоёрыг тодорхойлж бичсэн байна. К.Шееле манганцын исэл нь тэр үед мэдэгдээд байсан бүх шорооноос ялгаатай болохыг тогтоосон байна. Манганцын түүхэнд 1774 оны 5 сарын 16-нд мөн 1974 оны 6 сарын 27-нд гэсэн хоёр өдөр байдаг нь нэн сонирхолтой. К.Шееле эхлээд нэг нутгийн найз И.Ганд задалж өгөөч гээд цэвэрлэсэн пиролюзит өгч явуулжээ. Ингээд И.Ган нүүрсний тыгельд пирольюзитийн нунтгийг буталсан нүүрс, тос хоёртой хольж хийгээд бүтэн цагийн турш хүчтэй улайсгахад анх авсан пирольюзитаас ойролцоогоор гурав дахин бага жинтэй металл үүсчээ. 6сарын 27нд И.Ганаас шинэ металлын дээжийг хүлээн аваад К.Шееле найздаа пирольюзитаас гаргаж авсан бүх зүйл бусад металлуудаас ялгаатай төмөртэй төстэй шинэ заримдаг металл гэж бичжээ. “Заримдаг металл” гэдэг нэр томъёо бол нэг хэсэг хугацаанд хими болоод металлургийн ойлголтонд байсаар байна. Ийм учраас металл манганцыг гаргаж авсны гавъяа И.Ганд ноогдох ёстой юм. Тэрээр энэ элементийг нээсэн түүхэнд ямар ч байсан цэг тавилцсан байна. Гэхдээ түүний гаргаж авсан манганц нь нүүрстөрөгчийн хольц ихтэй байсан юм. Цэвэр металлыг хожим гаргаж авчээ. И.Ган, К.Шееле хоёртой ямар ч холбоогүйгээр 1785 онд Германы химич И.Илземен пиролюзитийг хайлуур жонш, шохой нүүрсний нунтагтай хольж халаагаад металл манганыг гарган авчээ. Маш хүчтэй халааж гаргасан байна.

Физик химийн шинж[засварлах | edit source]

Манганы бүлгийн элементүүд нь мөнгөлөг цагаан өнгөтэй, хатуу чанартай, агаарт исэлддэггүй, муу хайлдаг металлууд юм. Тухайлбал: Хамгийн тогтвортой исэлдэлтийн зэрэг нь манганд +2, +4, +7 байдаг. Mn-3d54s2 гэсэн электронт багууламжтай. Mn-12440С-д хайлдаг байна. Манганы дөрвөн полиморф дүрс хувирал байдаг. α-〖Mn〗^(〖710〗^0 C)↔β-〖Mn〗^(〖1079〗^0 C)↔γ-〖Mn〗^(〖1143〗^0 C)↔δMn Манган сул концентрацтай эрдэс хүчлүүдтэй үйлчлэлцэж Mn2+ -ын давс үүсгэдэг. Агаарын орчинд халаахад манган нь Mn3O4 үүсгэнэ. Манган нь идэвхитэй металл юм. Mn+2HCl=MnCl2+H2 3Mn+8HNO3=3Mn(NO3)2+2NO+4H2O Mn нь хлор, фтортой MnF3 , MnF4 , MnCl2 , зэрэг нэгдлүүдийг үүсгэдэг.

Тархалт, байгалийн эрдэсүүд[засварлах | edit source]

Байгаль дахь манганы бүлгийн элементүүдийн тархалт нь харилцан адилгүй байдаг. Манган газрын царцдасын массын 0,09%-ийг эзлэх бөгөөд тархалтын хувьд хүнд металлуудаас төмрийн дараа хоёр дугаарт ордог элемент юм. Манганы гол эрдэс нь пиролюзит MnO2xH2O юм. Манган нь оксидын, карбонатын болон сульфидын хүдэрт төмрийн эрдсүүдийг дагалдан оршино. Тухайлбал: гаусманит Mn3O4 төмрийн соронзон Fe3O4-той, родохрзит MnCO3 нь сидерит FeCO3-тай, манганы колчедийн MnS2 нь төмрийн колчедан FeS2-тай хамт тохиолддог.

Гарган авах арга[засварлах | edit source]

Үйлдвэрт металл манганы ихэнх хэсгийг пиролюзит, гаусманит зэрэг оксидыг нь алюмотермийн аргаар ангижруулж гарган авч байна. 3Mn3O4+8Al=9Mn+4Al2O3

Чухал нэгдлүүд[засварлах | edit source]

Оксидууд ба тэдгээрийн уламжлал нэгдлүүд. Манган нь MnO, Mn2O3, MnO2, Mn2O7 гэсэн дөрвөн оксид үүснэ. Манганын оксидуудыг дараах урвалуудаар гаргана. Mn2O7 нь хар ногоон өнгөтэй, тосорхог шингэн байдаг бол бусад озсидууд нь хатуу бодисууд юм. Манганы оксидууд хүчтэй исэлдүүлэгч шинж чанартай. Манганы хүчил нь зөвхөн уусмалын төлөвт, 20%-оос илүүгүй концентрацтай байдаг, тогтвор муутай хүчил ба их концентрацтай бол хүчилтөрөгч ялгаруулан задарна. 4НMnO4=4MnO2+2H2O+3O2 〖MnO〗_4^(2-) анионыг манганат гэж нэрлэнэ. Н2ЭО4 хүчлүүд нь маш тогтворгүй байдаг тул дангаар нь гарган авах боломжгүй юм. Эдгээр хүчлийн давсыг гарган авахдаа перманганатыг нь ангижруулах аргыг хэргэлдэг. 2КMnO4+K2SO3+2KOH=2K2MnO4+K2SO4+H2O Эсвэл дан металл буюу тэдгээрийн оксидыг исэлдүүлэгчийн орчинд шүлттэй хайлуулна. ¬2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O 〖MnO〗_4^- ион ягаан байдаг бол 〖ЭО〗_4^(2-) ионууд нь бүгд хар ногоон өнгөтэй байдаг. Талст перманганатууд нь халаахад хүчилтөрөгч ялгаруулан задарна. 2КMnO4=K2MnO4+MnO2+O2 Перманганатыг шүлтлэг орчинд 00С хүртэл хөргөж Mn(Ү)-ын уламжлал нэгдлүүдийг гарган авч болно. KMnO4+K2SO3+2KOH=K3MnO4+K2SO4+H2O Галидууд: Манган нь галогенуудтай +2, +3, +4 зэрэг доод исэлдэлтийн зэрэг бүхий нэгдлүүд үүсгэнэ. Манганы дигалогенууд нь ионы холбоо зонхилсон усгүй буюу талстгидрат нэгдлүүд байдаг бөгөөд тэдгээрийг металл манган буюу MnO-ыг халаалтын дор галоген, галогент устөрөгчөөр үйлчилж авдаг. Mn+Cl2=MnCl2 Манган ЭО3Наl хэлбэрийн оксогалогенид үүсгэх явдал юм. Оскогалогенууд нь гидролизод орж манганын хүчлийг үүсгэнэ. Металл бишүүдтэй үүссэн нэгдлүүд: Манган нь хүхэр, селен теллуртай MnS2, MnSe2 гэх мэт Хүчилтөрөгчтэй хүчлийн давсууд: Комплекс нэгдлүүд Mn2+ ион бараг бүх эрдэс хүчлийн анионуудтай гол төлөв уусдаг давс үүсгэнэ. Харин MnCO3 ба Mn(PO4)2 нь усанд уусдаггүй.

Манганы дэд бүлгийн элементүүдийн нэг онцлог бол Э2(СО)10 хэлбэрийн хоёр цөмтэй карбонилын комплекс үүсгэдэг явдал юм. Эдгээр комплексуудад металл-металл гэсэн холбоо үүссэн байх ба металлын исэлдэлтийн зэрэг тэгтэй тэнцүү.

Хэрэглээ[засварлах | edit source]

VIIБ бүлгийн элементүүдээс практикийн чухал ач холбогдолтой нь манган юм. Өнгөт ба хар металлургийн үйлдвэрлэлд манганыг гангийн шинж чанарыг сайжруулагч нэмэлт болгон хэрэглэдэг. Төрөл бүрийн хайлшуудад манганыг 0,3-14% хүртэл хэмжээгээр нэмж өгөхөд тэдгээрийн цохилт, доргилт, элэгдлийг тэсвэрлэх чанар нь эрс дээшилдэг байна. Иймд манганыг агуулсан хайлшуудаар машин, техникийн төрөл бүрийн эд ангиудыг хийдэг. 60 % Mn, 30% Ni,10% Cu агуулсан манганин нэртэй хайлшийг цахилгаан хэмжүүрийн багаж хэрэгслийн үйлдвэрлэлд их хэрэглэж байна. Пиролюзит металл манган гаргахад хэрэглэхээс гадна шилний үйлдвэрт тунгалагжуулагч, төрөл бүрийн хуурай зай, будаг, лакийн үйлдвэрлэлд ашигладаг. Түүнчлэн MnO, MnSO4 , MnNO3 зэрэг нэгдлүүд манган агуулсан микробордооны найрлагад орно.

  1. Standard Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights