Марганец

Mn (от нем. Manganerz - марганцевая руда. Лат. Manganum * a. Manganese. Н. Mangan. Ф. Manganese. И. Manganeso), - хим. Элемент VII группы периодич. Системы Менделеева, ат. Н. 25, ат. М. 54,9380. Природный M. Состоит из одного стабильного изотопа 55Mn. B 1774 швед. Химик K. B. Шееле выделил M. В виде сплава c железом. B том же году швед. Учёный Ю. Ган получил M., загрязнённый углеродом.M. - серебристо-белый металл. Установлены 4 полиморфные модификации. До 700В°C устойчив - α-Mn c кубич. Объёмноцентрированной кристаллич. Решёткой, a=0,8 9139 нм, 58 атомов в элементарной ячейке. При 700-1079В°C - ОІ-Mn c кубич. Объёмноцентрированной решёткой, a=0,6 3130 нм, 20 атомов в элементарной ячейке. При 1079-1143В°C - Оі-Mn c кубич. Гранецентрированной решёткой, a=0,3 8550 нм, 4 атома в элементарной ячейке.

Выше 1143В°C - Оґ-Mn c кубич. Объёмноцентрированной решёткой, a=0,3 0750 нм, 2 атома в элементарной ячейке. B обычных условиях устойчив α-Mn. ОІ-Mn легко зафиксировать закалкой c темп-рой выше αв†’ОІ перехода, тогда как Оі-Mn не может быть полностью зафиксирован при охлаждении. Α-Mn хрупок, Оі- и отчасти ОІ-Mn пластичны. Плотности (кг/м3). 7470 (293 K) - α-Mn. 7260 (293 K) - ОІ-Mn. 6370 (1383 K) или 7210 (293 K) - Оі-Mn. 6280 (1416 K) - Оґ-Mn. Свойства α-Mn - модификации. Уд. Теплоёмкость 0,478 кДж/кгВ·K (298 K), теплопроводность 66,57 Bт/мВ·K (298 K), температурный коэфф. Линейного расширения 22,3В·* 10-6 K-1 (293 K), уд. Электрич. Сопротивление (1,5-2,6)В·* 10-6 OмВ·м, температурный коэфф. Электрич. Сопротивления (2-3)В·* 10-4 K-1,tпл 1244В°C, tкип 2095В°C.

M. Парамагнитен, при низких темп-pax α-Mn, Оі-Mn и Оґ-Mn переходят в антиферромагнитное состояние, темп-ры Нееля равны соответственно 95 K, 580 K, 625 K. ОІ-Mn остаётся парамагнетиком до очень низких темп-p (1,5 K).Степени окисления от +2 до +7, наиболее характерны +2, +4, +7. B сухом воздухе M. Окисляется c поверхности, при нагревании горит на воздухе. Взаимодействует c N2, C, Si, P, S, B. C водородом не взаимодействует, но поглощает его c образованием твёрдых растворов. При взаимодействии M. C редкоземельными элементами, Al, Sn, Au, Bi и др. Образуются интерметаллиды. Cu, Fe, Co и Ni образуют непрерывные ряды твёрдых растворов c Оі-Mn. Легко растворяется в кислотах, энергично взаимодействует c галогенами, образуя соли МnГ2.

Соединения Mn2+ - восстановители. Оксид MnO обладает основными свойствами. Соединения Mn4+ выступают и как окислители, и как восстановители. MnO2 имеет амфотерные свойства c нек-рым преобладанием кислотной функции. Из соединений Mn6+ характерна марганцовистая кислота, из соединений Mn7+ - марганцовая кислота. Mн. Соединения M. Ядовиты, поражают центр. Нервную систему человека.M. - довольно распространённый элемент. Кларк его в земной коре 0,1% (по массе), в ультраосновных породах - 0,15%, основных - 0,2%, средних - 0,12%, кислых - 0,06%, осадочных - 0,07%, кам. Метеоритах - 0,2%. Содержание M. В океанич. Воде 2В·* 10-7 %, в живом веществе Земли 1В·* 10-3 %, в почве 8,5В·* 10-2 %. Представлен в осн. Оксидами, карбонатами и в меньшей мере силикатами M.

Осн. Минералы M. Пиролюзит, Гаусманит, Псиломелан, Манганит, Браунит, Родохрозит, Родонит. Вследствие кристаллохим. Близости M. К трём важнейшим петрогенным элементам - Fe, Mg, Ca - широко представлен как изоморфная примесь в породообразующих минералах (оливинах, гранатах, слюдах, карбонатах). Содержание M., как и Fe, варьирует в породах незначительно. Отношение Mn/Mg и Mn/Fe, как и Fe/Mg, может служить показателем степени дифференциации изверженных пород. Значит. Кол-во M. Содержат Железо-марганцевые конкреции. Осн. Типы м-ний и схемы обогащения см. В ст. Марганцевые руды.M. Разной чистоты в пром-сти получают электролизом и восстановлением его оксидов кремнием или алюмино-термически (чистый металл до 99,7-99,98% Mn - при электролизе.

C низким содержанием углерода и железа - восстановлением марганцевой руды в дуговой электрич. Печи. Очень высокой чистоты - дистилляцией в вакууме).Используется в осн. В чёрной металлургии (почти 95% M. Идёт на раскисление и десульфурацию стали и чугуна и на добавки в спец. Стали), при выплавке разл. Сплавов цветных металлов, для создания антикоррозионных покрытий. Соединения M. Широко используют при произ-ве стекла, олиф и в гальванич. Элементах (пиролюзит), в медицине (перманганат калия), в красильном деле (хлорид и сульфат M.).И. Ф. Кравчук..