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七氧化二錳

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七氧化二錳
識別
CAS號 12057-92-0  ✓
PubChem 13879826
SMILES
EINECS 235-025-8
性質
化學式 Mn2O7
摩爾質量 221.87 g·mol⁻¹
外觀 墨綠色油狀液體
密度 2.79 g/mL
熔點 5.9 °C
沸點 −10 °C時升華
加熱時爆炸
溶解性 分解
結構
晶體結構 單斜
配位幾何 兩個Mn原子為四面體
危險性
主要危害 爆炸性、強氧化性
相關物質
相關化學品 Re2O7KMnO4Tc2O7
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

七氧化二錳化學式為Mn2O7化合物。又稱「過錳酸酐」。可溶於四氯化碳。為酸性氧化物。這種物質在1860年最先被提出。由於其化學性質極不穩定且易爆,故很少直接製取。

製備

生成七氧化二錳,可將濃H2SO4KMnO4反應,:

該反應機理為:硫酸先與過錳酸鉀發生複分解反應生成過錳酸硫酸氫鉀,濃硫酸又將過錳酸中的水脫去,得到七氧化二錳

結構

晶體的七氧化二錳呈暗綠色。在反射光下它呈綠色;而在透射光下呈紅色。能溶於四氯化碳,與水接觸時反應。在5.9 °C時七氧化二錳即熔化,其固態在 −10 °C時升華。這些性質都表明七氧化二錳存在非極性鍵,這在後來被其結構所證實。七氧化二錳的分子由一對共用頂點四面體結構構成。四面體的頂點為氧原子,而其中心為兩個七價的錳原子。結構簡式O3Mn-O-MnO3可以體現出其分子的連通性。分子末端的Mn-O鍵長1.585Å,而起連接作用的氧原子距兩個錳原子均為1.77 Å。Mn−O−Mn鍵之間的角度為120.7°。[1]

在七氧化二錳中,錳元素顯最高化合價+7價。

與七氧化二錳一樣,焦硫酸根離子、焦磷酸根離子重鉻酸根離子等都有類似的結構,而其中最為相似的為七氧化二氯Tc2O7與Mn2O7結構上也很相似,但七氧化二鍀的Tc−O−Tc鍵之間的角度為180°。固態的Re2O7不是由分子構成,但它也由一個交聯的錸原子中心與四面體及八面體結構構成;而在氣態中它由分子構成且結構與Tc2O7相似。

性質

七氧化二錳是一種強氧化劑。它常溫下極不穩定,在55°C時分解,生成MnO2O2[2] 分解時也會產生少量臭氧。高溫或撞擊作用下會發生爆炸性分解。 七氧化二錳可與硫酸進一步反應,生成MnO3+離子:

七氧化二錳可以與水劇烈反應生成過錳酸:

但由於反應極為劇烈,且有爆炸的風險,故這種方法很少用於實驗室的過錳酸製取。

七氧化二錳能與許多有機物發生爆炸性反應,如澱粉或其他碳水化合物。

參考文獻

  1. ^ Simon, A.; Dronskowski, R.; Krebs, B.; Hettich, B. The Crystal Structure of Mn2O7. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1987, 26: 139–140. doi:10.1002/anie.198701391. 
  2. ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.

外部連結

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七氧化二錳
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