关于锰介绍

[拼音]：meng

[外文]：manganese

一种化学元素，化学符号Mn，原子序数25，原子量54.93805，属周期系ⅦB族。

1774年瑞典化学家C.W.舍勒首先确定锰是一种元素，同年他的合作者瑞典J.G.甘恩从软锰矿中获得金属锰。1856年英国R.穆舍特把锰用在炼钢过程中，得到锰钢。锰的英文名来源于意大利文manganese，是希腊文magnēsia的误称，原意是“镁氧矿”。

锰在地壳中的含量为0.085％，其丰度仅次于铁。锰的矿石主要有软锰矿(MnO2)、黑锰矿(Mn3O4)、褐锰矿(3Mn2O3·MnSiO3)和碳酸锰矿MnCO3等。生物体细胞中含有极微量的锰，是与生命有关的重要微量元素。茶叶、咖啡、谷物、种子和坚果都含有锰。海洋底的锰结核含锰15％～30％。天然存在的唯一稳定同位素是锰55，放射性同位素除锰53外，都是短寿命的。

锰为钢灰色有光泽的硬脆性金属；熔点1244℃，沸点1962℃，密度7.20克／厘米3。有α，β，γ三种同素异形体，室温的稳定形式是αMn，转变温度为：

α 型和β型都是体心立方晶体，γ型在室温下是面心四方晶体，高温下转变为面心立方晶体。X射线还证实了第四种同素异形体δ型的存在，它是体心立方晶体。

锰的电子构型为(Ar)3d54s2，氧化态有0、±1、+2、±3、+4、+5、+6、＋7。锰在第4周期中位于铬和铁之间，化学性质与铁相似，氧化态比铁多。+2价锰盐和＋7价高锰酸盐在溶液中比其他价态稳定。＋2价的氧化锰是碱性的，不溶于水，能溶于酸，形成+2价锰盐。+4价的盐不稳定，能迅速水解。二氧化锰与浓盐酸在低温和不见光的条件下可生成＋4价锰盐，稀释或受热即转变为氯和氯化锰。＋6 价锰酸盐存在于碱性溶液中，酸化后即歧化（见歧化反应），生成高锰酸盐和＋2价锰盐。+2价锰盐与高锰酸盐在中性或碱性溶液中反应，可定量生成Mn(OH)4，这是容量分析测定锰的基础。

金属锰在空气中易被氧化，加热燃烧生成Mn3O4。氟、氯和溴在加热时与锰作用。在1200℃以上，氮与锰反应，生成锰的氮化物Mn5N2;与氨共热，生成Mn3N2。锰与硫共热，生成硫化锰MnS。熔融的金属锰能溶解碳，生成锰的碳化物Mn3C。在330℃以上，锰与一氧化碳反应，生成金黄色双核羰基配合物Mn2(CO)10。锰很容易溶于稀酸；溶于盐酸放出氢，溶于浓硫酸放出二氧化硫，溶于硝酸放出一氧化氮。

金属锰可用铝还原锰的氧化物得到，但还原二氧化锰的反应强烈，一般把二氧化锰在空气中强热，先转变为四氧化三锰，再用铝还原：

3MnO2─→Mn3O4+O2

3Mn3O4+8Al─→4Al2O3+9Mn

上法炼出的锰的纯度为95％～98％，经减压蒸馏可得纯锰。

锰与铁形成的合金有广泛的用途。含锰80％、铁20％的锰铁可制作铁锰合金；含锰25％、铁70％、碳5％的锰铁在炼钢中做去氧剂和去硫剂，可改进钢的机械性能。锰还可做非铁合金，如含铜84％、锰12％、镍4％的合金可用于电子仪器。

锰还参与植物光合作用的释氧过程。在酶催化过程中，它可以活化精氨酸酶、磷酸丙酮酸水合酶和过氧化氢酶。锰也是核酸结构中的成分，能促进胆固醇的合成。顺磁性的Mn2+离子在生物体中可用于核磁共振弛豫探查。虽然锰在生物体中很需要，但浓度过高有毒性。

参考书目

1. J.C.Bailar，ed.，Comprehensive Inorganic Chemi-stry，Pergamon， Oxford， 1973.

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