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次錳酸鹽
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次錳酸根，又稱錳(V)酸根，是一種錳的含氧酸根，化學式 MnO3−
4，次錳酸鹽則是這種陰離子形成的鹽。
次錳酸鹽通常是亮藍色的。[1][2]最著名的次錳酸鹽是次錳酸鉀 K
3MnO
4，但次錳酸鈉 Na
3MnO
4、次錳酸鋇 Ba
3(MnO
4)
2和鉀鋇鹽 KBaMnO
4都是已知的。[3]在磷灰石[4][5]和鈣鐵鋁石[6]的人造變種中，次錳酸根可以取代其中的磷酸根 PO3−
4。
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歷史
次錳酸根於1946年由Hermann Lux首次報告。他通過氧化鈉 Na
2O、二氧化錳 MnO
2和亞硝酸鈉 NaNO
2在500 °C的反應，得到了亮藍色的次錳酸鈉。[7][3]他也從其氫氧化鈉溶液結晶出了十水合物 Na
3MnO
4·10H
2O。
結構和性質
次錳酸根是四面體形的含氧酸根，結構類似硫酸根、錳酸根和過錳酸根。作為d2電子構型的四面體形分子，它在基態下為三線態。[3]
次錳酸根呈亮藍色，[1]最大吸收光譜λmax = 670 nm（ε = 900 dm3 mol−1 cm−1）。[8][9]
穩定性
次錳酸鹽不穩定，會歧化成錳酸鹽和二氧化錳。[10][1]在pH 14下，次錳酸鹽預測的電極電勢如下：[11][12][13]
- MnO2−
4 + e− ⇌ MnO3−
4 E = +0.27 V - MnO3−
4 + e− + 2 H2O ⇌ MnO2 + 4 OH− E = +0.96 V
然而，歧化反應在強鹼性環境下（OH−濃度超過5–10 mol/L）會變慢。[1][7]
這個歧化反應被認為有質子化的中間體 HMnO2−
4。[13]它在反應 HMnO2−
4 ⇌ MnO3−
4 + H+中的pKa為13.7 ± 0.2。[14]然而，K3MnO4已經和Ca2Cl(PO4)共結晶，使人們可以研究次錳酸根的紫外-可見分光光度法。[10][15]
製備
用處
氟化釩酸鍶 Sr
5(VO
4)
3F中的一些釩酸根被次錳酸根取代後，可能可用於近紅外雷射器中。[17]
次錳酸鋇 Ba
3(MnO
4)
2有有趣的磁性性質。[18]
相關化合物
次錳酸根的共軛酸次錳酸 H
3MnO
4因為會迅速歧化而無法製備，但其第三酸度係數已通過脈衝輻解技術估計：[14]
- HMnO2−
4 ⇌ MnO3−
4 + H+ pKa = 13.7 ± 0.2
參見
參考資料
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