Подгруппа марганца

Подгру́ппа ма́рганца — химические элементы 7-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элементы побочной подгруппы VII группы)^[1]. В группу входят переходные металлы марганец Mn, технеций Tc и рений Re^[2]. На основании электронной конфигурации атома к этой же группе относится и элемент борий Bh, искусственно синтезированный в 1976 г. группой Юрия Оганесяна из Объединённого института ядерных исследований в Дубне^[3].

Группа →	7
↓ Период
4	25 Марганец Mn 54,9380 3d54s2
5	43 Технеций Tc (98) 4d65s1
6	75 Рений Re 186,207 4f145d56s2
7	107 Борий Bh (270) 5f146d57s2

Как и в других группах, члены этого семейства элементов проявляют закономерности электронной конфигурации, особенно внешних оболочек, в результате проявляется сходство физических свойств и химического поведения:

Некоторые свойства элементов 7 группы

Атомный номер	Химический элемент	Электронная оболочка	Атомный радиус, нм	p, г/см³	tпл, °C	tкип, °C	ЭО
25	марганец, Mn	2, 8, 13, 2	0,131	7,45	1244	1962	1,6
43	технеций, Tc	2, 8, 18, 13, 2	0,136	11,5	2172	4876	1,36
75	рений, Re	2, 8, 18, 32, 13, 2	0,137	20,53	3180	5600	1,46
107	борий, Bh	2, 8, 18, 32, 32, 13, 2

Элементы группы 7 имеют по 7 валентных электронов. Все они являются серебристо-белыми тугоплавкими металлами. В ряду Mn — Tc — Re химическая активность понижается. Электропроводность рения приблизительно в 4 раза меньше, чем вольфрама. Металл этот представляет собой прекрасный материал для изготовления нитей электроламп, более прочных и долговечных, чем обычные вольфрамовые. На воздухе компактный металлический марганец покрывается тончайшей плёнкой окисла, которая предохраняет его от дальнейшего окисления даже при нагревании. Напротив, в мелко раздроблённом состоянии он окисляется довольно легко^[4].

Распространение в природе

Два из четырёх членов группы — технеций и борий, являются радиоактивными с достаточно коротким периодом полураспада, ввиду чего в природе они не встречаются.

Марганец принадлежит к распространённым элементам, составляя 0,03 % от общего числа атомов земной коры. Небольшие количества марганца содержат многие горные породы. Вместе с тем, встречаются и скопления его кислородных соединений, главным образом в виде минерала пиролюзита MnO₂. Ежегодная мировая добыча марганцовых руд составляет около 5 млн т.

Чистый марганец можно получить электролизом растворов его солей. Около 90 % всей добычи марганца потребляется при изготовлении различных сплавов на основе железа. Поэтому из руд обычно выплавляют прямо его высокопроцентный сплав с железом — ферромарганец (60-90 % Мn), которым затем и пользуются для введения марганца в другие сплавы. Выплавку ферромарганца из смеси марганцовых и железных руд ведут в электрических печах, причём марганец восстанавливается углеродом по реакции:

${\displaystyle \mathrm {MnO_{2}+2\ C\longrightarrow 2\ CO+\ Mn} }$

Технеций в земной коре не содержится. Очень малые его количества были получены искусственно, причём было установлено, что по химическим свойствам он гораздо ближе к рению, чем к марганцу. Однако детальное изучение элемента и его соединений пока не осуществлено.

Содержание рения в земной коре весьма мало (9⋅10⁻⁹ %). Элемент этот является чрезвычайно распылённым: даже наиболее богатые рением минералы (молибдениты) содержат его в количествах, обычно не превышающих 0,002 % по весу. Сколько-нибудь широкого использования рений и его производные пока не находят. Тем не менее, в 2007 г. мировое производство рения составило около 45 тонн. Он также является химически активным элементом.

Фотографии

• 
  Кусочки марганца
• 
  Технеций — серебристо-белый радиоактивный металл
• 
  Слитки рения