binääriyhteydet.

"Bi" tarkoittaa kahta. Binääriyhdisteet koostuvat kahdesta CE-atomista.

Oksidit.

Binääriyhdisteet, jotka koostuvat kahdesta kemiallisesta alkuaineesta, joista toinen happi hapetustilassa - 2 ("miinus" kaksi) kutsutaan oksideja.

Oksidit ovat hyvin yleinen yhdistetyyppi, jota löytyy maankuoresta ja kaikkialta maailmankaikkeudesta.

Oksidien nimet muodostetaan kaavion mukaan:

Oksidin nimi = "oksidi" + elementin nimi genetiivissä + (hapetusaste on roomalainen numero), jos muuttuja, jos vakio, niin älä aseta.

Esimerkkejä oksideista. Joillakin on triviaali (historiallinen) otsikko.

1. H 2 O - vetyoksidivesi

CO 2 - hiilimonoksidi (IV) hiilidioksidi (hiilidioksidi)

CO - hiilimonoksidi (II) hiilimonoksidi (hiilimonoksidi)

Na 2 O - natriumoksidi

Al 2 O 3 - alumiinioksidialumiinioksidi

CuO - kupari(II)oksidi

FeO - rauta(II)oksidi

Fe 2 O 3 - rautaoksidi (III) hematiitti (punainen rautamalmi)

Cl 2 O 7 - kloorioksidi (VII)

Cl 2 O 5 - kloorioksidi (V)

Cl2O-kloori(I)oksidi

SO 2 - rikkioksidi (IV) rikkidioksidi

SO 3 - rikkioksidi (VI)

CaO - kalsiumoksidipoltettu kalkki

SiO 2 - piioksidihiekka (piidioksidi)

MnO - mangaani(II)oksidi

N2O-typpioksidi (I) "naurukaasu"

NO-typpioksidi (II)

N2O3 - typpioksidi (III)

NO2 - typpioksidi (IV) "ketun häntä"

N2O5 - typpioksidi (V)

Kaavan indeksit on sijoitettu ottaen huomioon CE:n hapetusaste:

Kirjoita oksidit muistiin, järjestä ChE:n hapetustilat. Osaa kirjoittaa nimellä oksidin kaava.

Muut binääriset yhdisteet.

Haihtuvat vetyyhdisteet.

PS:n alaosassa on vaakasuora viiva "Haihtuvat vetyyhdisteet".
Kaavat on lueteltu siellä: RH4 RH3 RH2 RH
Jokainen kaava kuuluu omaan ryhmään.

Kirjoita esimerkiksi haihtuvan vetyyhdisteen N (typpi) kaava.

Löydämme sen PS:stä ja katsomme, mikä kaava on kirjoitettu V-ryhmän alle.

Se on RH3. Korvaamme R:n alkuaineen typpi, käy ilmi ammoniakkia NH3.

Koska jopa "8" typpi tarvitsee 3 elektronia, se vetää ne kolmesta vedystä, typen hapetusaste on -3 ja vedyllä on +

SiH4 - väritön silaanikaasu, jolla on epämiellyttävä haju
PH3 - myrkyllinen fosfiinikaasu, jolla on mätä kalan haju

AsH 3 - myrkyllinen arsiinikaasu, jolla on valkosipulin haju
H2S - rikkivety myrkyllinen kaasu, jolla on mätämunien haju
HCl - vetykloridi pistävä hajuinen kaasu, joka savuaa ilmassa; sen liuosta vedessä kutsutaan suolahapoksi. Pieninä pitoisuuksina löytyy mahanesteestä.

NH3 ammoniakkia kaasu, jolla on pistävä ärsyttävä haju.

Sen liuosta vedessä kutsutaan ammoniakkia.

metallihydridit.

Talot: kohta 19, esim. 3.4 kirjoittaminen. Kaavat, miten ne muodostuvat, binääriyhdisteiden nimet abstraktista tietää.

KOHDASSA 1. Määritä vastaavuus aineen kaavan ja siinä olevan rikin hapetusasteen arvon välillä:
AINEEN HAPPETUSASTEEN KAAVA
A) NaHS03 1) -2
B) S03 2) -1
B) MgS 3) 0
D) CaS03 4) +4 5) +6
IN 2. Vahvista vastaavuus aineen nimen ja siinä olevien atomien välisen sidostyypin välillä: AINEEN NIMI VIESTINTÄTYYPPI
A) kalsiumfluoridi 1) kovalenttinen ei-polaarinen
B) hopea 2) kovalenttinen polaarinen
C) hiilimonoksidi (IV) 3) ioninen
D) kloori 4) metalli
3. Määritä vastaavuus kemiallisen alkuaineen atomien ulkoisen energiatason elektronisen konfiguraation ja sen haihtuvan vetyyhdisteen kaavan välillä:
ELEKTRONINEN KAAVA HAihtuvan vetyyhdisteen kaava
A) ns2np2 1) HR
B) ns2np3 2) RH3
B) ns2np4 3) H2R
D) ns2np5 4) RH4
C1. Mikä massa sakkaa muodostuu, kun 448 litraa hiilidioksidia (N.O.) johdetaan ylimäärän kalsiumhydroksidiliuosta läpi?

1. Korkeamman mangaanioksidin kaava vastaa yleiskaavaa:

1) EO3
2) E2O7
3) E2O3
4) EO2
2. Arseenin valenssi haihtuvassa vetyyhdisteessä:
1) II
2) III
3) V
4) minä

3. Selkeimmät metalliset ominaisuudet ilmaistaan ​​elementissä:
1) II ryhmä, toissijainen alaryhmä, 5 jaksoa.
2) II ryhmä, pääalaryhmä, 2 jaksoa
2) Ryhmä I, pääalaryhmä, 2 jaksoa
4) Ryhmä I, pääalaryhmä, 3 jaksoa.

4. Sarja, jossa elementit on järjestetty elektronegatiivisuuden nousevaan järjestykseen, on:
1) AS,N,P
2) P,Si.Al
3) Te, Sc, S
4) F, Cl, Br

kemiallisen alkuaineen atomin ulomman elektronisen kerroksen elektroninen kaava .... 3s23p5. tunnista tämä alkuaine, tee kaavat sen korkeimmalle oksidille, haihtuva

vetyyhdiste ja hydroksidi Mitä ominaisuuksia (emäksisiä, happamia tai amfoteerisia) niillä on? Tee sen graafinen kaava ja määritä tämän kemiallisen alkuaineen atomin valenssimahdollisuudet

Auta minua maalaamaan elementti suunnitelman mukaan :) Sr

1) kemiallisen alkuaineen nimi, sen tunnus
2) Suhteellinen atomimassa (pyöristetty lähimpään kokonaislukuun)
3) sarjanumero
4) atomin ytimen varaus
5) protonien ja neutronien lukumäärä atomin ytimessä
6) elektronien kokonaismäärä
7) sen ajanjakson numero, jolla elementti sijaitsee
8) ryhmän numero ja alaryhmä (pää- ja toissijainen), jossa elementti sijaitsee
9) kaavio atomin rakenteesta (elektronien jakautuminen elektronikerrosten yli)
10) atomin elektroninen konfiguraatio
11) yksinkertaisen aineen (metallin tai ei-metallin) kemialliset ominaisuudet, ominaisuuksien luonteen vertailu naapureiden kanssa alaryhmittäin ja ajanjaksoina
12) suurin hapetusaste
13) korkeamman oksidin kaava ja sen luonne (hapan, amfoteerinen, emäksinen), ominaiset reaktiot
14) korkeamman hydroksidin kaava ja sen luonne (hapan, amfoteerinen, emäksinen), ominaiset reaktiot
15) vähimmäishapetusaste
16) haihtuvan vetyyhdisteen kaava

1. Krypton-80-atomin ydin, 80 Kr, sisältää: a) 80p ja 36n; b) 36p u 44e; c) 36p u 80n; d) 36p u 44n

2. Kolmella hiukkasella: Ne0, Na+ u F- - on sama:

A) protonien lukumäärä;

B) neutronien lukumäärä;

B) massaluku;

D) elektronien lukumäärä.

3. Ionilla on suurin säde:

4. Valitse seuraavista elektronisista kaavoista se, joka vastaa 4. jakson d-alkiota: a) ..3s23p64s23d5;

B)..3s23p64s2;

C) ... 3s23p64s23d104s2;

D)..3s23p64s23d104p65s24d1.

5. Atomin elektronikaava on 5s24d105p3. Sen vetyyhdisteen kaava on:

6. Valitse seuraavista elektronisista kaavoista se, joka vastaa koostumuksen R2O7 suurimman oksidin muodostavaa alkuainetta:

B)..3s23p64s23d5;

D)..4s23d104p2.

7. Useita elementtejä, jotka on järjestetty vahvistamaan ei-metallisia ominaisuuksia:

A) Mg, Si, Al;

8. Kaikkein samankaltaisimpia fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia ovat yksinkertaiset aineet, jotka muodostuvat kemiallisista alkuaineista:

9. Sarjojen P2O5 - SiO2 - Al2O3 - MgO oksidien luonne muuttuu:

A) emäksestä happamaan;

B) happamasta emäksiseksi;

C) emäksestä amfoteeriseen;

D) amfoteerisesta happamaan.

10. Ryhmän 2 pääalaryhmän elementtien muodostamien korkeampien hydroksidien luonne muuttuu sarjanumeron kasvaessa:

A) happamasta amfoteeriseen;

B) emäksestä happamaan;

C) amfoteerisesta emäksiseen;

D) happamasta emäksiseksi.

Mangaani on kova harmaa metalli. Sen atomeilla on ulkokuoren elektronikonfiguraatio

Metallimangaani on vuorovaikutuksessa veden kanssa ja reagoi happojen kanssa muodostaen mangaani(II)-ioneja:

Mangaani havaitsee erilaisissa yhdisteissä hapetusasteita, ja mitä korkeampi mangaanin hapetusaste on, sitä suurempi on sen vastaavien yhdisteiden kovalenttinen luonne. Mangaanin hapettumisasteen kasvaessa myös sen oksidien happamuus kasvaa.

mangaani (II)

Tämä mangaanin muoto on stabiilin. Siinä on ulkoinen elektroninen konfiguraatio, jossa on yksi elektroni kussakin viidestä -orbitaalista.

Vesiliuoksessa mangaani(II)-ionit hydratoituvat, jolloin muodostuu vaaleanpunainen heksaakvamangaani(II)-kompleksi-ioni. Tämä ioni on stabiili happamassa ympäristössä, mutta muodostaa emäksisessä ympäristössä valkoisen mangaanihydroksidisakan. Mangaani (II) oksidilla on emäksisten oksidien ominaisuuksia.

Mangaani (III)

Mangaania (III) on vain monimutkaisissa yhdisteissä. Tämä mangaanin muoto on epävakaa. Happamassa ympäristössä mangaani (III) jakautuu mangaaniksi (II) ja mangaaniksi (IV).

Mangaani (IV)

Tärkein mangaani(IV)yhdiste on oksidi. Tämä musta yhdiste on veteen liukenematon. Sillä on ionirakenne. Vakaus johtuu korkeasta hilantalpiasta.

Mangaani(IV)oksidilla on heikosti amfoteerisia ominaisuuksia. Se on voimakas hapetin, joka esimerkiksi syrjäyttää kloorin väkevästä suolahaposta:

Tätä reaktiota voidaan käyttää kloorin tuottamiseen laboratoriossa (katso kohta 16.1).

mangaani (VI)

Tämä mangaanin hapetustila on epävakaa. Kaliummanganaattia (VI) voidaan saada sulattamalla mangaani (IV) oksidia johonkin vahvaan hapettimeen, kuten kaliumkloraattiin tai kaliumnitraattiin:

Manganaatti (VI) kalium on väriltään vihreä. Se on stabiili vain emäksisessä liuoksessa. Happamassa liuoksessa se jakautuu mangaaniksi (IV) ja mangaaniksi (VII):

Mangaani (VII)

Mangaanilla on tällainen hapetusaste vahvasti happamassa oksidissa. Tärkein mangaani(VII)-yhdiste on kuitenkin kaliummanganaatti(VII) (kaliumpermanganaatti). Tämä kiinteä aine liukenee erittäin hyvin veteen muodostaen tumman violetin liuoksen. Manganaatilla on tetraedrinen rakenne. Lievästi happamassa ympäristössä se hajoaa vähitellen muodostaen mangaani(IV)oksidia:

Emäksisessä ympäristössä kaliummanganaatti (VII) pelkistyy, jolloin muodostuu ensin vihreä kaliummanganaatti (VI) ja sitten mangaani (IV) oksidi.

Kaliummanganaatti (VII) on voimakas hapetin. Riittävän happamassa ympäristössä se pelkistyy muodostaen mangaani(II)-ioneja. Tämän järjestelmän standardi-pelkistyspotentiaali on , joka ylittää järjestelmän standardipotentiaalin, ja siksi manganaatti hapettaa kloridi-ionin kloorikaasuksi:

Kloridi-ionimanganaatin hapetus etenee yhtälön mukaisesti

Kaliummanganaattia (VII) käytetään laajalti hapettavana aineena laboratoriokäytännössä mm.

hapen ja kloorin saamiseksi (katso luvut 15 ja 16);

rikkidioksidin ja rikkivedyn analyyttisen testin suorittamiseen (katso luku 15); preparatiivisessa orgaanisessa kemiassa (katso luku 19);

volyymireagenssina redox-titrimetriassa.

Esimerkki kaliummanganaatin (VII) titrimetrisestä käytöstä on raudan (II) ja etaanidioaattien (oksalaattien) kvantitatiivinen määritys sen avulla:

Koska kaliummanganaattia (VII) on kuitenkin vaikea saada erittäin puhtaana, sitä ei voida käyttää ensisijaisena titrimetrisenä standardina.

] tulkitsi sen 0-0 siirtymäkaistaksi, joka liittyy molekyylin perustilaan. Hän katsoi, että heikommat nauhat 620 nm (0-1) ja 520 nm (1-0) johtuvat samasta elektronisesta siirtymästä. Nevin [42NEV, 45NEV] suoritti analyysin 568 ja 620 nm (5677 ja 6237 Å) vyöhykkeiden rotaatio- ja hienorakenteesta ja määritti 7 Π - 7 Σ elektronisen siirtymän tyypin. Myöhemmät työt [48NEV/DOY, 52NEV/CON, 57HAY/MCC] analysoivat MnH:n ja MnD:n 7 Π - 7 Σ (A 7 Π - X 7 Σ +) -siirtymän useiden muiden vyöhykkeiden rotaatio- ja hienorakennetta.

Korkearesoluutioisen laserspektroskopian menetelmät mahdollistivat 0-0-vyöhykkeen A 7 Π - X 7 Σ + viivojen hyperhienorakenteen analysoinnin, koska mangaani-isotoopissa 55 Mn (I=2,5) oli ydinspin. ) ja protoni 1 H (I=1/2) [ 90VAR/FIE, 91VAR/FIE, 92VAR/GRA, 2007GEN/STE].

Useiden MnH- ja MnD-kaistojen rotaatio- ja hienorakenne lähi-IR- ja violettispektrialueilla analysoitiin [88BAL, 90BAL/LAU, 92BAL/LIN]. On todettu, että kaistat kuuluvat neljään kvintettisiirtymään, joilla on yhteinen alempi elektroninen tila: b 5 Π i - a 5 Σ + , c 5 Σ + - a 5 Σ + , d 5 Π i - a 5 Σ + ja e 5 Σ + - a 5 Σ +.

Työssä saatiin MnH:n ja MnD:n värähtely-kiertospektri. Suoritetaan värähtelysiirtymien (1-0), (2-1), (3-2) rotaatio- ja hienorakenteen analyysi maaelektroniikkatilassa X 7 Σ +.

MnH:n ja MnD:n spektrejä matalan lämpötilan matriisissa tutkittiin [78VAN/DEV, 86VAN/GAR, 86VAN/GAR2, 2003WAN/AND]. MnH:n ja MnD:n värähtelytaajuudet kiinteässä argonissa [78VAN/DEV, 2003WAN/AND], neonissa ja vedyssä [2003WAN/AND] ovat lähellä ΔG 1/2 kaasufaasissa. Matriisisiirron arvo (maksimi argonissa MnH:lle ~ 11 cm–1) on tyypillinen molekyyleille, joilla on suhteellisen ioninen sidos.

[78VAN/DEV]:ssä saatu elektronin paramagneettinen resonanssispektri vahvisti 7 £:n perustilan symmetrian. [78VAN/DEV]:ssa saadut hyperhienorakenneparametrit jalostettiin [86VAN/GAR, 86VAN/GAR2]:ssa analysoimalla elektroni-ydinkaksoisresonanssispektri.

MnH - ja MnD - anionien fotoelektronispektri saatiin julkaisussa [83STE/FEI]. Spektri identifioi siirtymiä sekä neutraalin molekyylin perustilaan että energioilla T 0 = 1725±50 cm -1 ja 11320±220 cm -1 virittyneisiin. Ensimmäisessä viritetyssä tilassa havaittiin värähtelyn eteneminen arvosta v = 0 arvoon v = 3, värähtelyvakiot w e = 1720±55 cm -1 ja w e x e = 70±25 cm-1. Virittyneiden tilojen symmetriaa ei ole määritetty, on tehty vain oletuksia teoreettisten käsitysten perusteella [83STE/FEI, 87MIL/FEI]. Myöhemmin elektronispektristä saadut tiedot [88BAL, 90BAL/LAU] ja teoreettisen laskennan tulokset [89LAN/BAU] osoittivat yksiselitteisesti, että valoelektronispektrin viritystilat ovat a 5 Σ + ja b 5 Π i .

MnH:n ab initio -laskelmat suoritettiin useilla menetelmillä: [ 73BAG/SCH, 75BLI/KUN, 81DAS, 83WAL/BAU, 86CHO/LAN, 89LAN/BAU, 96FUJ/IWA, 2003WAN/AND, 2004RIN,5BAL, 20PET 2006FUR/ PER, 2006KOS/MAT]. Kaikissa töissä saatiin perustilan parametrit, jotka tekijöiden mielestä ovat hyvin sopusoinnussa koetietojen kanssa.

Termodynaamisten funktioiden laskennassa otettiin huomioon: a) perustila X 7 Σ + ; b) kokeellisesti havaitut viritystilat; c) tilat d5A ja B7S+ laskettuna [89LAN/BAU]:ssa; d) synteettiset (arvioidut) tilat, ottaen huomioon molekyylin muut sitoutuneet tilat 40000 cm -1 asti.

MnH:n ja MnD:n värähtelyn perustilavakiot saatiin [52NEV/CON, 57HAY/MCC] ja erittäin suurella tarkkuudella [89URB/JON, 91URB/JON, 2005GOR/APP]. Taulukossa. Mn.4-arvot ovat peräisin [2005GOR/APP].

Perustilan pyörimisvakiot MnH ja MnD saatiin [ 42NEV, 45NEV, 48NEV/DOY, 52NEV/CON, 57HAY/MCC, 74PAC, 75KOV/PAC, 89URB/JON, 91URB/JON, 92VAR,/APP05GOR, 2007GEN /STE]. Erot B0-arvoissa ovat 0,001 cm -1 sisällä, 0,002 cm -1 sisällä. Ne johtuvat erilaisesta mittaustarkkuudesta ja erilaisista tietojenkäsittelymenetelmistä. Taulukossa. Mn.4-arvot ovat peräisin [2005GOR/APP].

Havaittujen viritystilojen energiat saadaan seuraavasti. Tilalle a 5 Σ + käytetään arvoa T 0 arvosta [83STE/FEI] (katso edellä). Muut kvintettitilat taulukossa. Mn.4 ovat energiat, jotka saadaan lisäämällä T 0 a 5 Σ + arvot T = 9429.973 cm -1 ja T = 11839.62 cm -1 [ 90BAL/LAU ], T 0 = 20880.56 cm -1 ja T 0 = 22331,25 cm -1 [ 92BAL/LIN ]. Valtiolle A 7 Π näyttää Te:n arvon [ 84HUG/GER ]:sta.

Valtion energia d[89LAN/BAU]:ssa laskettu 5 D pienenee 2000 cm -1:llä, mikä vastaa tilan kokeellisen ja lasketun energian eroa b 5 Π i . Energia B 7 Σ + arvioidaan lisäämällä kokeelliseen energiaan A 7 Π näiden tilojen energiaerot potentiaalikäyrien kuvaajassa [89LAN/BAU].

MnH:n viritettyjen tilojen värähtely- ja pyörimisvakioita ei käytetty termodynaamisten funktioiden laskelmissa ja ne on annettu viitteeksi taulukosta Mn.4. Värähtelyvakiot on annettu [ 83STE/FEI ] (a 5 Σ +), [ 90BAL/LAU ] ( c 5 Σ +), [ 92BAL/LIN ] ( d 5 Π i , e 5 Σ +), [ 84HUG/HER ] ( A 7a). Pyörimisvakiot on annettu [90BAL/LAU] ( b 5 Π i , c 5 Σ +), [ 92BAL/LIN ] (a 5 Σ +, d 5 Π i , e 5 Σ +), [ 92VAR/GRA ] ( B 0 ja D 0 A 7 Π) ja [ 84HUG/GER ] (a 1 A 7a).

Ionimallia Mn + H - käytettiin arvioimaan havaitsemattomien elektronisten tilojen energioita. Mallin mukaan alle 20 000 cm -1 molekyylillä ei ole muita tiloja kuin ne, jotka on jo otettu huomioon, ts. ne tilat, jotka havaittiin kokeessa ja/tai saatiin laskelmassa [89LAN/BAU]. Yli 20000 cm -1 malli ennustaa suuren määrän ylimääräisiä elektronisia tiloja, jotka kuuluvat kolmeen ionikonfiguraatioon: Mn + (3d 5 4s)H - , Mn + (3d 5 4p)H - ja Mn + (3d 6)H - . Nämä tilat ovat hyvin verrattavissa tiloihin, jotka on laskettu julkaisussa [2006KOS/MAT]. Mallista arvioidut tilaenergiat ovat hieman tarkempia, koska niissä otetaan huomioon kokeelliset tiedot. Yli 20000 cm -1:n arvioitujen tilojen suuren lukumäärän vuoksi ne yhdistetään synteettisiksi tiloiksi useilla energiatasoilla (katso huomautus taulukossa Mn.4).

MnH(g):n termodynaamiset funktiot laskettiin käyttämällä yhtälöitä (1.3) - (1.6), (1.9), (1.10), (1.93) - (1.95). Arvot Q alanumero ja sen derivaatat laskettiin yhtälöillä (1.90) - (1.92) ottaen huomioon neljätoista viritettyä tilaa olettaen, että K no.vr ( i) = (p i /p X)Q no.vr ( X) . X 7 Σ + -tilan värähtely-kiertoosiofunktio ja sen derivaatat laskettiin yhtälöillä (1.70) - (1.75) suoraan summaamalla energiatasojen yli. Laskelmissa on otettu huomioon kaikki energiatasot arvoineen J< J max ,v , missä J max ,v löydettiin ehdoista (1.81). Tilan X 7 Σ + värähtely-kiertotasot laskettiin yhtälöiden (1.65) avulla, kertoimien arvot Y kl näissä yhtälöissä laskettiin käyttämällä suhteita (1,66) isotooppimodifikaatiolle, joka vastaa vedyn isotooppien luonnollista seosta taulukossa annetuista 55 Mn1H-molekyylivakioista. Mn.4 . Kerroin arvot Y kl , sekä määrät v max ja J lim on annettu taulukossa. Mn.5 .

Tärkeimmät virheet lasketuissa termodynaamisissa funktioissa MnH(g) johtuvat laskentamenetelmästä. Virheet arvoissa Φº( T) klo T= 298,15, 1000, 3000 ja 6000 K arvioidaan vastaavasti 0,16, 0,4, 1,1 ja 2,3 J × K -1 × mol -1.

MnH(r):n termodynaamiset funktiot laskettiin aiemmin ottamatta huomioon virittyneitä tiloja 5000 K asti [74SCH]:ssa ja virittyneitä tiloja 6000 K asti [74SCH]:ssa.

D°0 (MnH) = 140 ± 15 kJ × mol-1 = 11700 ± 1250 cm-1.

yleinen arvostelu

Mangaani on osa IV-kauden VIIB-alaryhmää. Atomin elektronirakenne on 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2, tyypillisimmät hapetustilat yhdisteissä ovat +2 - +7.

Mangaani kuuluu melko yleisiin alkuaineisiin, ja se muodostaa 0,1 % (massaosuus) maankuoresta. Sitä esiintyy luonnossa vain yhdisteiden muodossa, tärkeimmät mineraalit ovat pyrolusiitti (mangaanidioksidi Mn02.), gauskaniitti Mn304 ja browniitti Mn203.

Fyysiset ominaisuudet

Mangaani on hopeanvalkoinen kova hauras metalli. Sen tiheys on 7,44 g/cm 3, sulamispiste 1245 o C. Mangaanista tunnetaan neljä kiteistä muunnelmaa.

Kemialliset ominaisuudet

Mangaani on aktiivinen metalli, useissa jännitteissä se on alumiinin ja sinkin välissä. Ilmassa mangaani on peitetty ohuella oksidikalvolla, joka suojaa sitä lisähapettumiselta jopa kuumennettaessa. Hienojakoisessa tilassa mangaani hapettuu helposti.

3Mn + 2O 2 \u003d Mn 3O 4- ilmassa kalsinoituna

Huoneenlämpötilassa oleva vesi vaikuttaa mangaaniin hyvin hitaasti, kuumennettaessa - nopeammin:

Mn + H 2O \u003d Mn (OH) 2 + H2

Se liukenee laimeaan suola- ja typpihappoon sekä kuumaan rikkihappoon (kylmään H2SO4 se on käytännössä liukenematon)

Mn + 2HCl \u003d MnCl 2 + H2 Mn + H 2SO 4 \u003d MnSO 4 + H 2

Kuitti

Mangaania saadaan:

1. liuoselektrolyysi MnSO 4. Elektrolyyttisessä menetelmässä malmi pelkistetään ja liuotetaan sitten rikkihapon ja ammoniumsulfaatin seokseen. Saatu liuos altistetaan elektrolyysille.

2. talteenotto sen oksideista piillä sähköuuneissa.

Sovellus

Mangaania käytetään:

1. seosterästen tuotannossa. Mangaaniteräksellä, joka sisältää jopa 15 % mangaania, on korkea kovuus ja lujuus.

2. mangaani on osa useita magnesiumpohjaisia ​​seoksia; se lisää niiden korroosionkestävyyttä.

Magranzin oksideja

Mangaani muodostaa neljä yksinkertaista oksidia - MNO, Mn203, Mn02 ja Mn2O7 ja sekoitettu oksidi Mn304. Kahdella ensimmäisellä oksidilla on perusominaisuudet, mangaanidioksidi Mn02 amfoteerinen ja korkeampi oksidi Mn2O7 on permangaanihapon anhydridi HMnO 4. Mangaanin (IV) johdannaiset tunnetaan myös, mutta vastaava oksidi Mn03 ei vastaanotettu.

Mangaani(II)-yhdisteet

+2 hapetusastetta vastaavat mangaani(II)oksidia MNO, mangaanihydroksidi Mn(OH) 2 ja mangaani(II)suolat.

Mangaani(II)oksidia saadaan vihreän jauheen muodossa pelkistämällä muita mangaanioksideja vedyllä:

MnO 2 + H 2 \u003d MnO + H 2 O

tai mangaanioksalaatin tai -karbonaatin lämpöhajoamisen aikana ilman pääsyä ilmaan:

MnC 2 O 4 \u003d MnO + CO + CO 2 MnCO 3 \u003d MnO + CO 2

Alkaleiden vaikutuksesta mangaani(II)-suolojen liuoksiin saostuu valkoinen mangaanihydroksidin Mn (OH) 2 sakka:

MnCl2 + NaOH = Mn(OH)2 + 2NaCl

Ilmassa se tummuu nopeasti ja hapettuu ruskeaksi mangaani(IV)hydroksidiksi Mn(OH)4:

2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O \u003d 2Mn(OH)4

Mangaani (II) oksidilla ja -hydroksidilla on emäksisiä ominaisuuksia, jotka liukenevat helposti happoihin:

Mn(OH)2 + 2HCl = MnCl2 + 2H20

Suoloja mangaanin (II) kanssa muodostuu liuottamalla mangaania laimeisiin happoihin:

Mn + H 2SO 4 \u003d MnSO 4 + H 2- lämmitettynä

tai happojen vaikutuksesta erilaisiin luonnollisiin mangaaniyhdisteisiin, esimerkiksi:

MnO 2 + 4HCl \u003d MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

Kiinteässä muodossa mangaani(II)suolat ovat vaaleanpunaisia, näiden suolojen liuokset ovat lähes värittömiä.

Kaikilla mangaani(II)-yhdisteillä on pelkistäviä ominaisuuksia, kun ne ovat vuorovaikutuksessa hapettavien aineiden kanssa.

Mangaani(IV)-yhdisteet

Mangaanin (IV) stabiilin yhdiste on tummanruskea mangaanidioksidi Mn02. Se muodostuu helposti sekä alempien että korkeampien mangaanin yhdisteiden hapetuksessa.

Mn02- amfoteerinen oksidi, mutta sekä happamat että emäksiset ominaisuudet ilmenevät siinä erittäin heikosti.

Happamassa ympäristössä mangaanidioksidi on voimakas hapetin. Kun kuumennetaan väkevällä hapolla, tapahtuu seuraavat reaktiot:

2MnO2 + 2H2SO4 = 2MnSO4 + O2 + 2H2O MnO 2 + 4HCl \u003d MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

lisäksi ensimmäisessä vaiheessa, toisessa reaktiossa, muodostuu ensin epästabiili mangaani(IV)kloridi, joka sitten hajoaa:

MnCl 4 \u003d MnCl 2 + Cl 2

Kun sulatettu Mn02 alkalien tai emäksisten oksidien kanssa saadaan manganiitteja, esimerkiksi:

MnO 2 + 2KOH \u003d K 2 MnO 3 + H 2 O

Vuorovaikutuksessa Mn02 väkevän rikkihapon kanssa muodostuu mangaanisulfaattia MnSO 4 ja happea vapautuu

2Mn(OH)4 + 2H2SO4 = 2MnSO4 + O2 + 6H2O

Vuorovaikutus Mn02 vahvemmilla hapettimilla johtaa mangaani(VI)- ja (VII)-yhdisteiden muodostumiseen, esimerkiksi kaliumkloraatin kanssa sulatettuna muodostuu kaliummanganaattia:

3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl + 3H2O

ja poloniumdioksidin vaikutuksesta typpihapon - mangaanihapon läsnä ollessa:

2MnO2 + 3PoO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 3Po(NO3)2 + 2H2O

MnO 2:n käyttö

Hapettavana aineena Mn02 käytetään kloorin valmistuksessa suolahaposta ja kuivissa galvaanikennoissa.

Mangaani(VI)- ja (VII)-yhdisteet

Kun mangaanidioksidi sulatetaan kaliumkarbonaatin ja nitraatin kanssa, saadaan vihreä seos, josta voidaan eristää tummanvihreitä kaliummanganaattikiteitä. K2MnO4- erittäin epästabiilin permangaanihapon suolat H2MnO4:

MnO 2 + KNO 3 + K 2 CO 3 = K 2 MnO 4 + KNO 2 + CO 2

vesiliuoksessa manganaatit muuttuvat spontaanisti permangaanihapon HMnO4 suoloiksi (permanganaatit), jolloin muodostuu samanaikaisesti mangaanidioksidia:

3K 2 MnO 4 + H 2 O = 2 KMnO 4 + MnO 2 + 4KOH

tässä tapauksessa liuoksen väri muuttuu vihreästä karmiininpunaiseksi ja muodostuu tummanruskea sakka. Alkalin läsnä ollessa manganaatit ovat stabiileja, happamassa väliaineessa manganaatin siirtyminen permanganaatiksi tapahtuu hyvin nopeasti.

Voimakkaiden hapettimien (esimerkiksi kloori) vaikutuksesta manganaattiliuokseen jälkimmäinen muuttuu kokonaan permanganaatiksi:

2K 2 MnO 4 + Cl 2 = 2 KMnO 4 + 2 KCl

Kaliumpermanganaattia KMnO 4- permangaanihapon tunnetuin suola. Se on tumman violettia, kohtalaisesti veteen liukenevaa kiteitä, kuten kaikki mangaani (VII) yhdisteet, kaliumpermanganaatti on voimakas hapetin. Se hapettaa helposti monia orgaanisia aineita, muuttaa rauta(II)suolat rauta(III)suoloiksi, hapettaa rikkihapon rikkihapoksi, vapauttaa klooria suolahaposta jne.

Redox-reaktioissa KMnO 4(ja hän MnO4-) voi toipua eriasteisesti. Väliaineen pH:sta riippuen pelkistystuote voi olla ioni Mn2+(happamassa ympäristössä), Mn02(neutraalissa tai lievästi emäksisessä väliaineessa) tai ionissa MnO4 2-(voimakkaasti emäksisessä ympäristössä), esimerkiksi:

KMnO4 + KNO 2 + KOH = K 2 MnO 4 + KNO 3 + H 2 O- erittäin emäksisessä ympäristössä 2KMnO4 + 3KNO2 + H2O = 2MnO2 + 3KNO3 + 2KOH– neutraalissa tai lievästi emäksisessä 2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 5KNO3 + 3H2O- happamassa ympäristössä

Kuivassa kuumennettaessa kaliumpermanganaatti jo noin 200 o C:n lämpötilassa hajoaa yhtälön mukaisesti:

2KMnO 4 \u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

Vastaa permanganaatteja, vapaata permangaanihappoa HMnO 4 vedettömässä tilassa ei ole saatu ja tunnetaan vain liuoksessa. Sen liuoksen pitoisuus voidaan nostaa 20 prosenttiin. HMnO 4- erittäin vahva happo, joka on täysin dissosioitunut ioneiksi vesiliuoksessa.

Mangaanioksidi (VII) tai mangaanianhydridi, Mn2O7 voidaan saada väkevän rikkihapon vaikutuksesta kaliumpermanganaattiin: 2KMnO 4 + H 2 SO 4 \u003d Mn 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

Mangaanianhydridi on vihertävänruskea öljyinen neste. Se on erittäin epävakaa: kuumennettaessa tai joutuessaan kosketuksiin palavien aineiden kanssa se hajoaa räjähdyksessä mangaanidioksidiksi ja hapeksi.

Energisena hapettimena kaliumpermanganaattia käytetään laajasti kemian laboratorioissa ja teollisuudessa, se toimii myös desinfiointiaineena.Kaliumpermanganaatin lämpöhajoamisreaktiota käytetään laboratoriossa hapen tuottamiseen.