Марганец

Марганец (лат. Manganum; Mn) — элементтердің периодты жүйесінің VII-тобындағы химиялық элемент, асыл металдардың бірі. Реттік нөмірі 25, атом массасы 54, 938.

25 Хром ← Марганец → Темір Mn ↓ Tc Периодическая система элементов 25Mn
Жай заттың сыртқы бейнесі
Қатты, сынғыш металл күміс-ақ түсті
Атом қасиеті
Атауы, символ, нөмірі	Марганец, 25
Топ типі	Ауыр металдар
Топ, период, блок	7, 4, d
Атомдық масса (молярлық масса)	54.938043(2) м. а. б. (г/моль)
Электрондық конфигурация	[Ar] 3d5 4s2
Қабықшалар бойынша электрондар	2, 8, 13, 2
Атом радиусы	127 пм
Химиялық қасиеттері
Ковалентті радиус	Төмен айналу жылдамдығы: 139±5 Жоғары айналу жылдамдығы: 161±8 пм
Ион радиусы	(+7e) 46 (+2e) 80 пм
Электртерістілігі	1,55 (Полинг шкаласы)
Электродты потенциал	−1,180 В
Тотығу дәрежелері	−3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7
Иондалу энергиясы	1-ші: 717.3 кДж/моль (эВ) 2-ші: 1509.0 кДж/моль (эВ) 3-ші: 3248 кДж/моль (эВ)
Жай заттың термодинамикалық қасиеттері
Термодинамикалық фаза	Қатты дене
Тығыздық (қ.ж.)	7,21 г/см³
Балқу температурасы	1 517 (1243 °C)
Қайнау температурасы	2 235 (1961 °C)
Балқу жылуы	13,4 кДж/моль
Булану жылуы	221 кДж/моль
Молярлық жылусыйымдылық	26,3 Дж/(K·моль)
Молярлық көлем	7,35 см³/моль
Қаныққан бу қысымы P (Па) 1 10 100 1000 10 000 100 000 T (К) 1228 1347 1493 1691 1955 2333
Жай заттың кристаллдық торы
Тор құрылымы	кубтық
Тор параметрлері	8,890 Å
Дебай температурасы	400 K
Басқа да қасиеттері
Магниттік құрылымы	парамагниттік
Жылуөткізгіштік	(300 K) 6,87 Вт/(м·К)
Юнг модульі	198 ГПа
Моос қаттылығы	6.0
Бринеллий қаттылығы	196 МПа
CAS нөмірі	7439-96-5

Марганец Mn

Шығу тарихы

Марганецтің негізгі минералдарының бірі – пиролизит – ерте заманда қара магнезия ретінде белгілі болған және оны нақтылау үшін шыны балқытуда пайдаланылған. Бұл магнитті темір рудасының бір түрі болып саналды және оны магнитпен тартпайтындығы туралы Плиний Аға магнит «немқұрайлы» қара магнезияның әйел жынысымен түсіндірді. 1774 жылы швед химигі К.Шееле кеннің құрамында белгісіз металл бар екенін көрсетті. Ол өзінің досы химик Ю. Ганға кен үлгілерін жіберді, ол пиролюзитті пеште көмірмен қыздыру арқылы металдық марганец алды. 19 ғасырдың басында оған «манган» атауы қабылданды (неміс тілінен. Manganerz – марганец кені).

Табиғатта кездесуі

Марганец жер бетіндегі ең көп таралған 14-ші элемент, ал темірден кейін жер қыртысындағы екінші ауыр металл (жер қыртысындағы атомдардың жалпы санының 0,03%). Марганецтің массалық үлесі қышқылдан (600 г/т) негізгі жыныстарға (2,2 кг/т) дейін артады. Ол көптеген кендерде темірмен бірге жүреді, бірақ марганецтің тәуелсіз кен орындары да бар. Чиатура кен орнында (Кутаиси облысы) 40%-ға дейін марганец рудалары бар. Тау жыныстарында шашыраған марганец сумен шайылып, Дүниежүзілік мұхитқа тасымалданады. Бұл ретте оның теңіз суындағы мөлшері шамалы (10^-7-10^-6%), ал мұхиттың терең жерлерінде оның концентрациясы суда ерімейтін оттегінің пайда болуымен суда еріген оттегінің тотығуынан 0,3%-ға дейін артады, гидратталған күйде (MnO₂•H₂O) және мұхиттың төменгі қабаттарына сіңіп, түбінде ферромарганец деп аталатын түйіндерді түзетін марганец оксиді, онда марганец мөлшері 45% жетуі мүмкін (олардың құрамында мыс қоспалары да бар). Мұндай түйіндер болашақта өнеркәсіп үшін марганецтің көзіне айналуы мүмкін.