Оксид марганца(III)
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена триоксид димарганца, полуторный оксид марганца, оксид марганца, оксид марганца | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.013.878 |
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| Mn2OMn2O3 | |
| Молярная масса | 157.8743 g/mol |
| Появление | коричневый или черный кристаллический |
| Плотность | 4,50 г/см 3 |
| Температура плавления | 888 ° C (1630 ° F; 1161 К) (альфа-форма) 940 °C, разлагается (бета-форма) |
| 0,00504 г/100 мл (альфа-форма) 0,01065 г/100 мл (бета-форма) | |
| Растворимость | нерастворим в этаноле , ацетоне растворим в кислоте , хлориде аммония |
| +14,100·10 −6 см 3 /моль | |
| Структура [1] | |
| Биксбиит , cI80 | |
| Дубль 3 (№ 206) | |
а = 21:42 | |
| Термохимия | |
Стандартный моляр энтропия ( S ⦵ 298 ) | 110 Дж·моль −1 ·К −1 [2] |
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | −971 кДж·моль −1 [2] |
| Опасности | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | трифторид марганца , ацетат марганца(III) |
Другие катионы | оксид хрома(III) , оксид железа(III) |
Родственные соединения | оксид марганца(II) , диоксид марганца |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Оксид марганца(III) представляет собой химическое соединение формулы Mn 2 O 3 . В природе встречается как минерал биксбиит (недавно измененный на биксбиит-(Mn) [3] [4] ) и используется в производстве ферритов и термисторов .
Подготовка и химия
[ редактировать ]При нагревании MnO 2 на воздухе при температуре ниже 800 °C образуется α-Mn 2 O 3 (при более высоких температурах образуется Mn 3 O 4 ). [5] γ-Mn 2 O 3 можно получить окислением с последующей дегидратацией гидроксида марганца(II) . [5] многих способах получения нанокристаллического Mn 2 O 3 , например, о синтезах, включающих окисление Mn. Сообщалось о II соли или восстановление MnO 2 . [6] [7] [8]
Оксид марганца(III) образуется в результате окислительно-восстановительной реакции в щелочной ячейке:
- 2 MnO 2 + Zn → Mn 2 O 3 + ZnO [ нужна ссылка ]
Оксид марганца(III) Mn 2 O 3 не следует путать с оксигидроксидом марганца(III) MnOOH. В отличие от Mn 2 O 3 , MnOOH представляет собой соединение, которое разлагается при температуре около 300 °C с образованием MnO 2 . [9]
Структура
[ редактировать ]Mn 2 O 3 отличается от многих других оксидов переходных металлов тем, что он не имеет корундовой структуры ( Al 2 O 3 ). [5] Обычно выделяют две формы: α-Mn 2 O 3 и γ-Mn 2 O 3 . [10] о форме высокого давления со структурой CaIrO 3 . хотя сообщалось также [11]
α-Mn 2 O 3 имеет кубическую структуру биксбита , которая является примером полуторного оксида редкоземельного элемента C-типа ( обозначение Пирсона cI80, пространственная группа Ia 3 , #206). Было обнаружено, что структура биксбиита стабилизируется присутствиемнебольшое количество Fe 3+ , чистый Mn 2 O 3 имеет ромбическую структуру ( символ Пирсона oP24, пр. группа Pbca, #61). [12] α-Mn 2 O 3 претерпевает антиферромагнитный переход при 80 К. [13]
γ-Mn 2 O 3 имеет структуру, родственную шпинельной структуре Mn 3 O 4 , где оксидные ионы имеют кубическую плотную упаковку. Это похоже на взаимосвязь между γ-Fe 2 O 3 и Fe 3 O 4 . [10] -Mn 2 O 3 ферримагнитен γ с температурой Нееля 39 К. [14]
ε-Mn 2 O 3 принимает ромбоэдрическую структуру ильменита (первое известное бинарное соединение), в котором катионы марганца поровну разделены на степени окисления 2+ и 4+. ε-Mn 2 O 3 антиферромагнетик с температурой Нееля 210 К. [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Чандиран, Калаисельви; Муругесан, Рамеш Аравинд; Баладжи, Ревати; Эндрюс, Нирмала Грейс; Питчаймуту, Судхагар; Нагамуту Раджа, Кришна Чандар (3 июля 2020 г.). «Длинные монокристаллические наностержни α-Mn2O3: простой синтез и фотокаталитическое применение» . Материалы Research Express . 7 (7). Издание IOP: 074001. doi : 10.1088/2053-1591/ab9fbd . ISSN 2053-1591 . S2CID 225561660 .
- ^ Jump up to: а б Зумдал, Стивен С. (2009). Химические принципы 6-е изд . Компания Хоутон Миффлин. п. А22. ISBN 978-0-618-94690-7 .
- ^ «Биксбит-(Mn)» .
- ^ IMA 21-H: Новое определение биксбиита и определение биксбиита-(Fe) и биксбиита-(Mn). Информационный бюллетень CNMNC, 64, 2021 г.; Минералогический журнал, 85, 2021).
- ^ Jump up to: а б с Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 1049. ИСБН 978-0-08-037941-8 .
- ^ Шуйджин Лей; Кайбин Тан; Чжэнь Фан; Цянчунь Лю; Хуагуй Чжэн (2006). «Получение α-Mn 2 O 3 и MnO термическим разложением MnCO 3 и контроль морфологии». Материалы писем . 60:53 . doi : 10.1016/j.matlet.2005.07.070 .
- ^ Чжун-Юн Юань; Те-Чжэнь Жэнь; Гаохуэй Ду; Бао-Лянь Су (2004). «Упрощенное получение монокристаллических наностержней α-Mn 2 O 3 аммиачно-гидротермальной обработкой MnO 2 ». Письма по химической физике . 389 (1–3): 83. doi : 10.1016/j.cplett.2004.03.064 .
- ^ Навин Чандра; Санджив Бхасин; Минакши Шарма; Дипти Пал (2007). «Процесс изготовления наночастиц Mn 2 O 3 и наностержней γ-MnOOH при комнатной температуре». Материалы писем . 61 (17): 3728. doi : 10.1016/j.matlet.2006.12.024 .
- ^ Томас Колер; Томас Армбрустер; Евгений Либовицкий (1997). «Водородная связь и ян-теллеровское искажение в грутите α-MnOOH и манганите γ-MnOOH и их связь с диоксидами марганца рамсделлитом и пиролюзитом». Журнал химии твердого тела . 133 (2): 486–500. дои : 10.1006/jssc.1997.7516 .
- ^ Jump up to: а б Уэллс А. Ф. (1984) Структурная неорганическая химия, 5-е издание Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
- ^ Фазовый переход высокого давления в Mn 2 O 3 в фазу типа CaIrO 3 Сантильян, Дж.; Шим, Южно-Американский геофизический союз, осеннее собрание 2005 г., тезисы № MR23B-0050.
- ^ Геллер С. (1971). «Структура α-Mn 2 O 3 , (Mn 0,983 Fe 0,017 ) 2 O 3 и (Mn 0,37 Fe 0,63 ) 2 O 3 и связь с магнитным упорядочением». Акта Кристаллогр Б. 27 (4): 821. дои : 10.1107/S0567740871002966 .
- ^ Геллер С. (1970). «Магнитные и кристаллографические переходы в Sc+, Cr+ и Ga+, замещенных Mn2O3». Физический обзор B . 1 (9): 3763. doi : 10.1103/physrevb.1.3763 .
- ^ Ким С.Х; Чой Би Джей; Ли Г.Х.; О, SJ; Ким Б.; Чой ХК; Пак Дж; Чанг Ю. (2005). «Ферримагнетизм в наночастицах γ-полуторного оксида марганца (γ-Mn 2 O 3 )». Журнал Корейского физического общества . 46 (4): 941.
- ^ Овсянников Сергей Владимирович; Цирлин, Александр Александрович; Коробейников Игорь Владимирович; Морозова Наталья Владимировна; Асландукова Алена Александровна; Штайнле-Нойманн, Герд; Харитон, Стелла; Хандархаева, Саяна; Глазырин Константин; Вильгельм, Фабрис; Рогалев Андрей; Дубровинский, Леонид (06 сентября 2021 г.). «Синтез ε-Mn 2 O 3 типа ильменита и его свойства» . Неорганическая химия . 60 (17): 13348–13358. doi : 10.1021/acs.inorgchem.1c01666 . ISSN 0020-1669 . ПМИД 34415155 . S2CID 237242460 .