ترکیب هیدروژنی منگنز. هیدرید منگنز حلالیت پرمنگنات فلزات قلیایی در آب

اکسید منگنز (II).- MnO - اکسید منگنز پایین، مونوکسید.

اکسید پایه نامحلول در آب. به راحتی اکسید می شود و پوسته شکننده MnO 2 را تشکیل می دهد. هنگامی که با هیدروژن یا فلزات فعال حرارت داده می شود به منگنز کاهش می یابد.

اکسید منگنز (II) را می توان با تکلیس نمک های منگنز (II) حاوی اکسیژن در دمای 300 درجه سانتی گراد در اتمسفر گاز بی اثر به دست آورد. از MnO 2 معمولی از طریق کاهش جزئی در دمای 700-900 درجه سانتیگراد با هیدروژن یا مونوکسید کربن به دست می آید.

هیدروکسید منگنز (II).- ترکیب غیر آلی، هیدروکسید فلز منگنز با فرمول Mn(OH) 2، کریستال های صورتی روشن، نامحلول در آب. خواص پایه ضعیف را نشان می دهد. در هوا اکسید می شود.

هیدروکسید منگنز (II) از برهمکنش نمک های آن با قلیاها تشکیل می شود:

خواص شیمیایی.

· هیدروکسید منگنز (II) به راحتی در هوا اکسید می شود و به اکسو هیدروکسید منگنز قهوه ای تبدیل می شود که بیشتر به اکسید منگنز (IV) تجزیه می شود:

· هیدروکسید منگنز (II) دارای خواص اساسی است. با اسیدها و اکسیدهای اسیدی واکنش نشان می دهد:

· هیدروکسید منگنز (II) خاصیت کاهنده دارد. در حضور عوامل اکسید کننده قوی، می تواند به پرمنگنات اکسید شود:

اکسید منگنز (III).- یک ترکیب غیر آلی، اکسید فلز منگنز با فرمول Mn 2 O 3، بلورهای قهوه ای سیاه، نامحلول در آب.

رسید.

· کانی های برونیت، کورناکیت و بیکسبیت در طبیعت یافت می شوند - اکسید منگنز با ناخالصی های مختلف.

اکسیداسیون اکسید منگنز (II):

کاهش اکسید منگنز (IV):

خواص شیمیایی.

· هنگام گرم شدن تجزیه می شود:

هنگامی که در اسیدها حل می شود، نامتناسب می شود:

· هنگامی که با اکسیدهای فلزی ذوب می شود، نمک های منگنیت را تشکیل می دهد:

در آب حل نمی شود.

هیدروکسید منگنز (III). –Mn2O3ּ H 2 Oیا MnO(OH)به طور طبیعی به عنوان یک ماده معدنی وجود دارد مانگانیتا(سنگ معدن منگنز قهوه ای). هیدروکسید منگنز (III) تولید مصنوعی به عنوان رنگ قهوه ای سیاه استفاده می شود.

هنگام تعامل با عوامل اکسید کننده اسیدی، تشکیل می شود نمک های منگنز.

نمک های منگنز (II) معمولاً در آب بسیار محلول هستند، به جز Mn 3 (PO 4) 2، MnS، MnCO 3.

سولفات منگنز(II) MnSO 4 یک نمک سفید، یکی از پایدارترین ترکیبات منگنز است (II). در طبیعت به شکل هیدرات کریستالی MnSO 4 7H 2 O وجود دارد. در رنگرزی پارچه ها و همچنین همراه با کلرید منگنز (II) MnCl 2 برای تولید سایر ترکیبات منگنز استفاده می شود.

کربنات منگنز(II) MnCO 3 در طبیعت به شکل پسات منگنز وجود دارد و در متالورژی استفاده می شود.

نیترات منگنز(II) Mn(NO 3) 2 فقط به صورت مصنوعی به دست می آید و برای جداسازی فلزات خاکی کمیاب استفاده می شود.

نمک های منگنز کاتالیزور برای فرآیندهای اکسیداتیو شامل اکسیژن هستند. آنها در خشک کن ها استفاده می شوند. روغن بذر کتان با افزودن چنین عامل خشک کننده ای روغن خشک کننده نامیده می شود.

اکسید منگنز (IV) (دی اکسید منگنز) MnO 2 یک پودر قهوه ای تیره است که در آب نامحلول است. پایدارترین ترکیب منگنز، به طور گسترده در پوسته زمین (پیرولوزیت معدنی).

خواص شیمیایی.

در شرایط عادی کاملاً بی اثر رفتار می کند. هنگامی که با اسیدها گرم می شود، خاصیت اکسید کننده از خود نشان می دهد، به عنوان مثال، اسید هیدروکلریک غلیظ را به کلر اکسید می کند:

با اسیدهای سولفوریک و نیتریک، MnO 2 با آزاد شدن اکسیژن تجزیه می شود:

هنگام تعامل با عوامل اکسید کننده قوی، دی اکسید منگنز به ترکیبات Mn 7 + و Mn 6 + اکسید می شود:

دی اکسید منگنز دارای خواص آمفوتریک است. بنابراین، هنگامی که محلول اسید سولفوریک نمک MnSO 4 با پرمنگنات پتاسیم در حضور اسید سولفوریک اکسید می شود، یک رسوب سیاه از نمک منگنز (SO 4) 2 تشکیل می شود.

و هنگامی که با قلیاها و اکسیدهای بازی ترکیب می شود، MnO 2 به عنوان یک اکسید اسیدی عمل می کند و نمک ها - منگنیت ها را تشکیل می دهد:

یک کاتالیزور برای تجزیه پراکسید هیدروژن است:

رسید.

در شرایط آزمایشگاهی با تجزیه حرارتی پرمنگنات پتاسیم به دست می آید:

همچنین می توان آن را با واکنش پرمنگنات پتاسیم با پراکسید هیدروژن تهیه کرد. در عمل، MnO 2 حاصل به طور کاتالیزوری پراکسید هیدروژن را تجزیه می کند، در نتیجه واکنش به پایان نمی رسد.

در دمای بالای 100 درجه سانتیگراد، کاهش پرمنگنات پتاسیم با هیدروژن:

64. ترکیبات منگنز (VI)، روش های تهیه و خواص. اکسید منگنز (VII)، اسید پرمنگنیک و پرمنگنات - آماده سازی، خواص، کاربرد.

اکسید منگنز (VI)- یک ترکیب غیر آلی، اکسید فلز منگنز با فرمول MnO 3، یک ماده آمورف قرمز تیره، با آب واکنش می دهد.

تشکیل شده از تراکم بخارات بنفش که هنگام گرم کردن محلول پرمنگنات پتاسیم در اسید سولفوریک آزاد می شود:

خواص شیمیایی.

· هنگام گرم شدن تجزیه می شود:

با آب واکنش نشان می دهد:

با قلیاها نمک ها - منگنات ها را تشکیل می دهد:

هیدروکسید منگنز (VI).خاصیت اسیدی از خود نشان می دهد. اسید منگنز آزاد (VI) در یک محلول آبی با توجه به طرح زیر ناپایدار و نامتناسب است:

3H 2 MnO 4 (c) → 2HMnO 4 (c) + MnO 2 (s) + 2H 2 O (l).

منگنات (VI)از همجوشی دی اکسید منگنز با مواد قلیایی در حضور عوامل اکسید کننده تشکیل می شوند و رنگ سبز زمردی دارند. در یک محیط به شدت قلیایی، منگنات ها (VI) کاملاً پایدار هستند. هنگام رقیق کردن محلول های قلیایی، هیدرولیز رخ می دهد، همراه با نامتناسب:

3K 2 MnO 4 (c) + 2H 2 O (l) → 2KMnO 4 (c) + MnO 2 (s) + 4KOH (c).

منگنات ها (VI) عوامل اکسید کننده قوی هستند که در یک محیط اسیدی کاهش می یابند Mn(II)،و در محیط های خنثی و قلیایی – تا MnO2.تحت تأثیر عوامل اکسید کننده قوی، منگنات ها (VI) می توانند اکسید شوند Mn(VII):

2K 2 MnO 4 (c) + Cl 2 (g) → 2KMnO 4 (c) + 2KCl (c).

هنگامی که در دمای بالای 500 درجه سانتیگراد گرم می شود، منگنات (VI) به محصولات زیر تجزیه می شود:

منگنات (IV) و اکسیژن:

2K 2 MnO 4 (t) → K 2 MnO 3 (t) + O 2 (g).

اکسید منگنز (VII) Mn 2 O 7- مایع روغنی قهوه ای مایل به سبز (t pl = 5.9 درجه سانتیگراد)، ناپایدار در دمای اتاق. یک اکسید کننده قوی، پس از تماس با مواد قابل اشتعال، آنها را مشتعل می کند، احتمالاً با انفجار. هنگام برهم کنش با مواد آلی، از یک فشار، از یک فلاش روشن نور منفجر می شود. اکسید منگنز (VII) Mn 2 O 7 را می توان با عمل اسید سولفوریک غلیظ بر روی پرمنگنات پتاسیم به دست آورد:

اکسید منگنز (VII) حاصل ناپایدار است و به اکسید منگنز (IV) و اکسیژن تجزیه می شود:

در همان زمان، ازن آزاد می شود:

اکسید منگنز (VII) با آب واکنش می دهد و اسید پرمنگانیک تشکیل می دهد که رنگ بنفش مایل به قرمز دارد:

به دست آوردن اسید پرمنگانیک بدون آب در محلول ممکن نبود تا غلظت 20٪ پایدار باشد. این اسید بسیار قویدرجه تفکیک ظاهری در محلولی با غلظت 0.1 mol/dm 3 93 درصد است.

اسید پرمنگانیک – عامل اکسید کننده قوی . حتی با انرژی بیشتری تعامل می کند Mn2O7، مواد قابل اشتعال در تماس با آن مشتعل می شوند.

نمک اسید پرمنگانیک نامیده می شود پرمنگنات ها . مهمترین آنها پرمنگنات پتاسیم است که یک عامل اکسید کننده بسیار قوی است. خواص اکسید کننده آن نسبت به مواد آلی و معدنی اغلب در عمل شیمیایی مشاهده می شود.

درجه کاهش یون پرمنگنات به ماهیت محیط بستگی دارد:

1) محیط اسیدی منگنز (II) (نمک منگنز 2+)

MnO 4 - +8H + 5± = Mn 2 + + 4H 2 O، E 0 = +1.51 B

2) محیط خنثی منگنز (IV) (اکسید منگنز (IV))

MnO 4 - +2H2O+3ē=MnO2 +4OH - ,E 0 = +1.23 B

3) محیط قلیایی Mn(VI) (منگنات M2MnO4)

MnO 4 - +ē =MnO 4 2-، E 0 = +0.56B

همانطور که مشاهده می شود، پرمنگنات ها قوی ترین خواص اکسید کننده را از خود نشان می دهند در محیط اسیدی.

تشکیل منگنات ها در یک محلول قلیایی قوی رخ می دهد که هیدرولیز را سرکوب می کند K2MnO4. از آنجایی که واکنش معمولاً در محلول های نسبتاً رقیق انجام می شود، محصول نهایی احیای پرمنگنات در یک محیط قلیایی، مانند یک محیط خنثی، MnO 2 است (به عدم تناسب مراجعه کنید).

در دمای حدود 250 درجه سانتیگراد، پرمنگنات پتاسیم طبق طرح زیر تجزیه می شود:

2KMnO 4 (t) K 2 MnO 4 (t) + MnO 2 (t) + O 2 (g)

پرمنگنات پتاسیم به عنوان یک ضد عفونی کننده استفاده می شود. محلول های آبی با غلظت های مختلف از 0.01 تا 0.5٪ برای ضد عفونی زخم ها، غرغره و سایر روش های ضد التهابی استفاده می شود. با موفقیت از محلول های 2 تا 5 درصد پرمنگنات پتاسیم برای سوختگی های پوستی استفاده می شود (پوست خشک می شود و حباب ایجاد نمی شود). برای موجودات زنده، پرمنگنات ها سم هستند (آنها باعث انعقاد پروتئین می شوند). خنثی سازی آنها با محلول 3٪ انجام می شود H 2 O 2اسیدی شده با اسید استیک:

2KMnO 4 +5H 2 O 2 +6CH 3 COOH→2Mn(CH 3 COO) 2 +2CH 3 COOK +8H 2 O+ 5O 2

65. ترکیبات رنیم (II)، (III)، (VI). ترکیبات رنیم (VII): اکسید، اسید رنیم، پرهنات ها.

اکسید رنیم (II).- یک ترکیب غیر آلی، اکسید فلز رنیم با فرمول ReO، کریستال های سیاه رنگ، نامحلول در آب، هیدرات تشکیل می دهد.

هیدرات اکسید رنیوم ReO H 2 O زمانی تشکیل می شود که اسید رنیم توسط کادمیوم در یک محیط اسیدی احیا می شود:

اکسید رنیم (III).- یک ترکیب غیر آلی، اکسید فلز رنیم با فرمول Re 2 O 3، پودر سیاه، نامحلول در آب، هیدرات تشکیل می دهد.

از هیدرولیز کلرید رنیم (III) در یک محیط قلیایی به دست می آید:

به راحتی در آب اکسید می شود:

اکسید رنیوم (VI)- ترکیب غیر آلی، اکسید فلز رنیم با فرمول ReO 3، کریستال های قرمز تیره، نامحلول در آب.

رسید.

· نسبت اکسید رنیم (VII):

کاهش اکسید رنیم (VII) با مونوکسید کربن:

خواص شیمیایی.

· هنگام گرم شدن تجزیه می شود:

اکسید شده با اسید نیتریک غلیظ:

با هیدروکسیدهای فلز قلیایی رنیت ها و پرهنات ها را تشکیل می دهد:

· اکسید شده توسط اکسیژن اتمسفر:

کاهش یافته توسط هیدروژن:

اکسید رنیم (VII).- ترکیب غیر آلی، اکسید فلز رنیم با فرمول Re 2 O 7، کریستال های رطوبت سنجی زرد روشن، در آب سرد حل می شود، با آب گرم واکنش می دهد.

رسید.

اکسیداسیون فلز رنیم:

تجزیه در هنگام گرم کردن اکسید رنیوم (IV):

اکسیداسیون اکسید رنیوم (IV):

تجزیه در هنگام گرم کردن اسید رنیم:

خواص شیمیایی.

· هنگام گرم شدن تجزیه می شود:

· با آب داغ واکنش نشان می دهد:

با قلیاها واکنش نشان می دهد و پرهنات ها را تشکیل می دهد:

· یک عامل اکسید کننده است:

کاهش یافته توسط هیدروژن:

· با رنیوم هماهنگ می شود:

با مونوکسید کربن واکنش می دهد:

اسید رنیک- ترکیب معدنی، اسید حاوی اکسیژن با فرمول HReO 4، فقط در محلول های آبی وجود دارد، نمک ها را تشکیل می دهد. آلوده می شود.

انتقال رنیم از ترکیبات کم محلول مانند ReO و ReS2 به محلول با تجزیه اسیدی یا همجوشی قلیایی با تشکیل پرهنات های محلول یا اسید رنیم انجام می شود. برعکس، استخراج رنیم از محلول‌ها با رسوب به شکل پرهنات‌های کم محلول پتاسیم، سزیم، تالیم و غیره انجام می‌شود. پرنات آمونیوم از اهمیت صنعتی بالایی برخوردار است که رنیم فلزی از طریق احیاء با هیدروژن به دست می‌آید.

اسید رنیک با حل کردن Re2O7 در آب به دست می آید:

Re2O7 + H2O = 2HReO4.

محلول های اسید رنیم نیز با حل کردن فلز رنیم در پراکسید هیدروژن، آب برم و اسید نیتریک به دست می آید. پراکسید اضافی با جوشاندن از بین می رود. اسید رنیک از اکسیداسیون اکسیدها و سولفیدهای پایین تر از پرهنات ها با استفاده از تبادل یونی و الکترودیالیز به دست می آید. برای راحتی کار، جدول 2 چگالی محلول های اسید رنیم را نشان می دهد.

اسید رنیک پایدار است. برخلاف اسیدهای پرکلریک و منگنز، خاصیت اکسید کنندگی بسیار ضعیفی دارد. بهبود آن معمولا کند است. از آمالگام های فلزی و عوامل شیمیایی به عنوان عوامل کاهنده استفاده می شود.

پرهنات ها نسبت به پرکلرات ها و پرمنگنات های مربوطه کمتر محلول و از نظر حرارتی پایدارتر هستند.

پرهنات های تالیم، سزیم، روبیدیم و پتاسیم کمترین انحلال پذیری را دارند.

پرهنات های Tl، Rb، Cs، K، Ag مواد کم محلول هستند، پرهنات ها، Ba، Pb (II) دارای حلالیت متوسط، پررنات های Mg، Ca، Cu، Zn، Cd و غیره هستند. بسیار محلول در آب رنیوم به عنوان بخشی از پرهنات های پتاسیم و آمونیوم از محلول های صنعتی جدا می شود.

پتاسیم پرهنات KReO4 - بلورهای کوچک بی رنگ شش ضلعی. بدون تجزیه در دمای 555 درجه ذوب می شود و در دماهای بالاتر تبخیر می شود و تا حدی تجزیه می شود. حلالیت نمک در محلول آبی اسید رنیم بیشتر از آب است، در حالی که در حضور H2SO4 عملاً بدون تغییر باقی می ماند.

آمونیوم پرهنات NH4ReO4 از خنثی سازی اسید رنیم با آمونیاک به دست می آید. نسبتاً خوب در آب حل می شود. هنگام متبلور شدن از محلول ها، محلول های جامد پیوسته با KReO4 تشکیل می شود. هنگامی که در هوا گرم می شود، از 200 درجه شروع به تجزیه می کند و یک ماده تصعید حاوی Re2O7 و باقیمانده سیاه ReO2 ایجاد می کند. هنگامی که در یک اتمسفر بی اثر تجزیه می شود، تنها اکسید رنیم (IV) بر اساس واکنش تشکیل می شود:

2NH4ReO4 = 2ReO2 + N2 + 4H2O.

هنگامی که یک نمک با هیدروژن احیا می شود، یک فلز به دست می آید.

در میان نمک های اسید رنیم با بازهای آلی، نیترون پرهنات C20H17N4ReO4 را می دانیم که حلالیت بسیار کمی در محلول های استات به ویژه در حضور بیش از حد نیترون استات دارد. از تشکیل این نمک برای تعیین کمیت رنیم استفاده می شود.

] آن را به عنوان یک نوار انتقال 0-0 مرتبط با حالت پایه مولکول تفسیر کرد. او باندهای ضعیف تر در 620 نانومتر (0-1) و 520 نانومتر (1-0) را به همان انتقال الکترونیکی نسبت داد. Nevin [42NEV, 45NEV] تجزیه و تحلیلی از ساختار چرخشی و ظریف باندها در 568 و 620 نانومتر (5677 و 6237 Å) انجام داد و نوع انتقال الکترونیکی 7 Π - 7 Σ را تعیین کرد. در کارهای بعدی [48NEV/DOY، 52NEV/CON، 57HAY/MCC] ساختار چرخشی و ظریف چندین باند دیگر از انتقال 7 Π - 7 Σ (A 7 Π - X 7 Σ +) MnH و MnD مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

روش های طیف سنجی لیزری با وضوح بالا به دلیل وجود اسپین هسته ای در ایزوتوپ منگنز 55 Mn (I = 2.5) و تجزیه و تحلیل ساختار فوق ریز خطوط در باند 0-0 A 7 Π - X 7 Σ + را امکان پذیر می کند. پروتون 1H (I = 1/2) [90VAR/FIE، 91VAR/FIE، 92VAR/GRA، 2007GEN/STE].

ساختار چرخشی و ریز چندین باند MnH و MnD در مناطق طیفی نزدیک به IR و بنفش در [88BAL، 90BAL/LAU، 92BAL/LIN] تجزیه و تحلیل شد. مشخص شد که باندها به چهار انتقال پنجگانه با حالت الکترونیکی پایینی مشترک تعلق دارند: b 5 Π i - a 5 Σ + , c 5 Σ + - a 5 Σ + , d 5 Π i - a 5 Σ + و e 5 Σ + - a 5 Σ + .

طیف ارتعاشی چرخشی MnH و MnD در آثار به دست آمد. تجزیه و تحلیل ساختار چرخشی و ریز انتقال ارتعاشی (1-0)، (2-1)، (3-2) در حالت الکترونیکی زمینی X 7 Σ + انجام شد.

طیف MnH و MnD در یک ماتریس دمای پایین در [78VAN/DEV، 86VAN/GAR، 86VAN/GAR2، 2003WAN/AND] مورد مطالعه قرار گرفت. فرکانس‌های ارتعاشی MnH و MnD در آرگون جامد [78VAN/DEV، 2003WAN/AND]، نئون و هیدروژن [2003WAN/AND] نزدیک به مقدار ΔG 1/2 در فاز گاز است. بزرگی جابجایی ماتریس (حداکثر در آرگون برای MnH ~ 11 cm-1) برای مولکول‌هایی با پیوند نسبتا یونی معمول است.

طیف تشدید پارامغناطیس الکترونی به دست آمده در [78VAN/DEV] تقارن حالت پایه 7 Σ را تایید کرد. پارامترهای ساختار فوق ریز به دست آمده در [78VAN/DEV] در [86VAN/GAR، 86VAN/GAR2] هنگام تجزیه و تحلیل طیف رزونانس دوگانه الکترون-هسته ای پالایش شدند.

طیف فوتوالکترون آنیونهای MnH- و MnD- در [83STE/FEI] به دست آمد. این طیف انتقال‌ها را هم به حالت پایه مولکول خنثی و هم آنهایی که با انرژی T 0 = 50±1725 سانتی‌متر -1 و 11320±220 سانتی‌متر -1 تحریک شده‌اند را شناسایی می‌کند. برای اولین حالت برانگیخته، یک پیشرفت ارتعاشی از v = 0 به v = 3 مشاهده شد و ثابت های ارتعاشی w e = 1720±55 cm -1 و w e تعیین شدند. x e = 70±25 سانتی متر -1. تقارن حالت های برانگیخته مشخص نشده است. داده‌های به‌دست‌آمده بعداً از طیف الکترونیکی [88BAL، 90BAL/LAU] و نتایج محاسبات نظری [89LAN/BAU] به‌طور واضح نشان داد که حالت‌های برانگیخته در طیف فوتوالکترون a 5 Σ + و b5 Π i است.

محاسبات اولیه MnH با استفاده از روش‌های مختلف در کارها انجام شد [73BAG/SCH، 75BLI/KUN، 81DAS، 83WAL/BAU، 86CHO/LAN، 89LAN/BAU، 96FUJ/IWA، 2003WAN/AND، 2004WAN/AND، 2004، 2004، 2004، 2004. PET، 2006FUR/PER، 2006KOS/MAT]. در همه کارها، پارامترهای حالت پایه به دست آمد که به گفته نویسندگان، کاملاً با داده های تجربی مطابقت دارد.

محاسبه توابع ترمودینامیکی شامل: الف) حالت پایه X 7 Σ + ; ب) حالت های برانگیخته مشاهده شده تجربی. ج) حالات d 5 Δ و B 7 Σ +، محاسبه شده در [89LAN/BAU]. د) حالت های مصنوعی (تخمینی)، با در نظر گرفتن سایر حالت های محدود مولکول تا 40000 سانتی متر -1.

ثابت های ارتعاشی حالت پایه MnH و MnD در [52NEV/CON، 57HAY/MCC] و با دقت بسیار بالا در [89URB/JON، 91URB/JON، 2005GOR/APP] به دست آمد. در جدول مقادیر Mn.4 از [2005GOR/APP] هستند.

ثابت‌های دورانی حالت پایه MnH و MnD در [42NEV، 45NEV، 48NEV/DOY، 52NEV/CON، 57HAY/MCC، 74PAC، 75KOV/PAC، 89URB/JON، 91URB/JON0GRA5، 92، به دست آمد. /APP، 2007GEN /STE]. تفاوت در مقادیر B0 در 0.001 سانتی متر -1، B e - در 0.002 سانتی متر -1 است. آنها به دلیل دقت اندازه گیری متفاوت و روش های مختلف پردازش داده ها هستند. در جدول مقادیر Mn.4 از [2005GOR/APP] هستند.

انرژی حالت های برانگیخته مشاهده شده به صورت زیر بدست آمد. برای حالت a 5 Σ + مقدار T 0 از [83STE/FEI] گرفته شده است (به بالا در متن مراجعه کنید). برای سایر ایالات پنجگانه در جدول. Mn.4 انرژی هایی که با افزودن به T 0 a 5 Σ + مقادیر T = 9429.973 cm -1 و T = 11839.62 cm -1 [90BAL/LAU]، T 0 = 20880.56 cm -1 و T 0 = 22331 به دست می آیند. سانتی متر -1 [92BAL/LIN] داده می شود. برای ایالت الف 7 Π مقدار T e را از [84HU/GER] نشان می دهد.

انرژی حالت د 5 D، محاسبه شده در [89LAN/BAU]، 2000 سانتی متر -1 کاهش می یابد، که مربوط به تفاوت بین انرژی آزمایشی و محاسبه شده حالت است. ب 5 Π i . انرژی B 7 Σ + با افزودن به انرژی آزمایشی تخمین زده می شود الف 7 تفاوت انرژی Π این حالت ها در نمودار منحنی های پتانسیل [89LAN/BAU].

ثابت‌های ارتعاشی و دورانی حالت‌های برانگیخته MnH در محاسبات توابع ترمودینامیکی استفاده نشده‌اند و برای مرجع در جدول Mn.4 آورده شده‌اند. ثابت های ارتعاشی بر اساس داده های [83STE/FEI] (a 5 Σ +)، [90BAL/LAU] ( ج 5 Σ +)، [ 92BAL/LIN ] ( د 5 Πi, ه 5 Σ +)، [ 84HUY/GER ] ( الف 7 Π). ثابت های چرخش بر اساس داده های [90BAL/LAU] ( ب 5 Πi, ج 5 Σ +)، [ 92BAL/LIN ] (a 5 Σ +، د 5 Πi, ه 5 Σ +)، [92VAR/GRA] ( ب 0 و D 0 الف 7 Π) و [ 84HUGH/GER ] (a 1 الف 7 Π).

برای تخمین انرژی حالت های الکترونیکی مشاهده نشده، از مدل یونی Mn + H - استفاده شد. طبق مدل، زیر 20000 سانتی‌متر -1، مولکول حالت‌های دیگری جز حالت‌هایی ندارد که قبلاً در نظر گرفته شده‌اند، یعنی. حالاتی که در آزمایش مشاهده شد و/یا محاسبه شد [89LAN/BAU]. در بالای 20000 سانتی متر -1، مدل تعداد زیادی حالت الکترونیکی اضافی متعلق به سه پیکربندی یونی را پیش بینی می کند: Mn + (3d 5 4s)H - ، Mn + (3d 5 4p)H - و Mn + (3d 6)H - . این حالت ها به خوبی با حالت های محاسبه شده در [2006KOS/MAT] مقایسه می شوند. انرژی حالت های تخمین زده شده از مدل تا حدی دقیق تر هستند زیرا داده های تجربی را در نظر می گیرند. با توجه به تعداد زیاد حالت های ارزیابی شده در بالای 20000 سانتی متر -1، آنها به حالت های مصنوعی در چندین سطح انرژی ترکیب می شوند (به جدول Mn.4 مراجعه کنید).

توابع ترمودینامیکی MnH(g) با استفاده از معادلات (1.3) - (1.6)، (1.9)، (1.10)، (1.93) - (1.95) محاسبه شد. ارزش ها Q intو مشتقات آن با استفاده از معادلات (1.90) - (1.92) با در نظر گرفتن چهارده حالت برانگیخته با این فرض که س kol.vr ( من) = (p i /p X)Q kol.vr ( X) . تابع تقسیم ارتعاشی چرخشی حالت X 7 Σ + و مشتقات آن با استفاده از معادلات (1.70) - (1.75) با جمع مستقیم در سطوح انرژی محاسبه شد. محاسبات تمام سطوح انرژی را با مقادیر در نظر گرفتند جی< J حداکثر، v، کجا جی max,v از شرایط (1.81) پیدا شد. سطوح ارتعاشی چرخشی حالت X 7 Σ + با استفاده از معادلات (1.65)، مقادیر ضرایب محاسبه شد. Y kl در این معادلات با استفاده از روابط (1.66) برای اصلاح ایزوتوپی مربوط به مخلوط طبیعی ایزوتوپ های هیدروژن از ثابت های مولکولی 55 Mn 1 H داده شده در جدول محاسبه شد. Mn.4. مقادیر ضرایب Y kl و همچنین مقادیر vحداکثر و جی lim در جدول آورده شده است. Mn.5.

خطاهای اصلی در توابع ترمودینامیکی محاسبه شده MnH(g) به دلیل روش محاسبه است. خطا در مقادیر Φº( تی) در T= 298.15، 1000، 3000 و 6000 K به ترتیب 0.16، 0.4، 1.1 و 2.3 J×K‑1×mol-1 تخمین زده می شود.

توابع ترمودینامیکی MnH(g) قبلاً بدون در نظر گرفتن حالت های برانگیخته تا 5000 K در [74SCH] و با در نظر گرفتن حالت های برانگیخته تا 6000 K در [74SCH] محاسبه می شدند.

D° 0 (MnH) = 140 ± 15 کیلوژول × مول ‑1 = 11700 ± 1250 سانتی متر ‑1.

ترکیبات دوتایی

«بی» به معنای دو است. ترکیبات دوتایی از اتم های دو CE تشکیل شده اند.

اکسیدها

ترکیبات دوتایی متشکل از دو ChE که یکی از آنها اکسیژندر حالت اکسیداسیون - 2 ("منهای" دو) نامیده می شود اکسیدها

اکسیدها نوع بسیار رایجی از ترکیبات هستند که در پوسته زمین و کیهان یافت می شوند.

نام اکسیدها طبق این طرح شکل می گیرد:

نام اکسید = "اکسید" + نام عنصر در حالت جنسی + (وضعیت اکسیداسیون - عدد رومی)، اگر متغیر است، اگر ثابت است، آن را قرار ندهید.

نمونه هایی از اکسیدهابرخی دارند بی اهمیت (تاریخی)نام.

1. H 2 O - آب اکسید هیدروژن

CO 2 - مونوکسید کربن (IV) دی اکسید کربن (دی اکسید کربن)

CO - مونوکسید کربن (II) مونوکسید کربن (مونوکسید کربن)

Na 2 O - اکسید سدیم

Al 2 O 3 - آلومینا اکسید آلومینیوم

CuO - اکسید مس (II).

FeO - اکسید آهن (II).

Fe 2 O 3 - هماتیت اکسید آهن (III) (سنگ آهن قرمز)

Cl 2 O 7 - اکسید کلر (VII).

Cl 2 O 5 - اکسید کلر (V).

Cl 2 O - اکسید کلر (I).

SO 2 - اکسید گوگرد (IV) دی اکسید گوگرد

SO 3 - اکسید گوگرد (VI)

CaO - آهک زنده اکسید کلسیم

SiO 2 - ماسه اکسید سیلیکون (سیلیکا)

MnO - اکسید منگنز (II).

N2O- اکسید نیتریک (I) "گاز خنده"

اکسید نیتریک (II)

N2O3- اکسید نیتریک (III)

NO2-نیتریک اکسید (IV) "دم روباه"

N2O5- اکسید نیتریک (V)

با در نظر گرفتن حالت اکسیداسیون عنصر شیمیایی، شاخص ها را در فرمول قرار می دهیم:

اکسیدها را یادداشت کنید، حالات اکسیداسیون CE را مرتب کنید. بتوانید با نام بنویسید فرمول اکسید.

سایر ترکیبات دوتایی

ترکیبات هیدروژنی فرار

در PS در پایین یک خط افقی "ترکیبات هیدروژن فرار" وجود دارد.
فرمول ها در آنجا فهرست شده اند: RH4 RH3 RH2 RH
هر فرمول متعلق به گروه خود است.

برای مثال، فرمول ترکیب هیدروژنی فرار N(نیتروژن) را بنویسید.

ما آن را در PS پیدا می کنیم و می بینیم که در گروه V چه فرمولی نوشته شده است.

RH3 وجود دارد. به جای R عنصر نیتروژن را جایگزین می کنیم، معلوم می شود آمونیاک NH3.

از آنجایی که نیتروژن قبل از "8" به 3 الکترون نیاز دارد، آنها را از سه هیدروژن دور می کند، حالت اکسیداسیون نیتروژن -3 و هیدروژن + است

SiH4 یک گاز سیلان بی رنگ با بوی نامطبوع است.
PH3 – گاز سمی فسفین با بوی ماهی فاسد

AsH 3 - گاز سمی آرسین با بوی سیر
H2S - سولفید هیدروژن گازی سمی با بوی تخم مرغ فاسد است
HCl - کلرید هیدروژنگازی با بوی تند که محلول آن در آب بخار می شود، اسید هیدروکلریک نامیده می شود. در غلظت های کم در شیره معده یافت می شود.

آمونیاک NH3گاز با بوی شدید تحریک کننده.

محلول آن در آب نامیده می شود آمونیاک.

هیدریدهای فلزی

در خانه:بند 19، پیشین 3.4 به صورت مکتوب فرمول ها، نحوه تشکیل آنها، نام ترکیبات دوتایی را از نت ها بدانید.

اولین مطالعات سیستماتیک حلالیت هیدروژن در منگنز متعلق به Luckemeyer-Hasse و Schenk است. آنها نشان دادند که تغییر در حلالیت با تبدیل α⇔β همراه است. از آنجایی که آنها با منگنز درجه صنعتی آزمایش می کردند، شاید تعجب آور نباشد که نتایج آنها با مقادیر کمی یافت شده در کارهای بعدی انجام شده روی منگنز با خلوص بالا مطابقت ندارد.
مطالعات دقیق در محدوده دمایی 20 تا 1300 درجه توسط سیورتس و موریتز بر روی تقطیر منگنز و همچنین توسط پاتر و لوکنز بر روی منگنز تقطیر شده الکترولیتی انجام شد. در هر دو مورد، فشار هیدروژن در حالت تعادل با فلزی که قبلاً کاملاً گاز زدایی شده بود در دماهای مختلف اندازه‌گیری شد.
هر دو مطالعه نتایج بسیار مشابهی به دست آوردند. در شکل شکل 79 داده های سیورتس و موریتز را در رابطه با حجم هیدروژن جذب شده توسط 100 گرم منگنز در محدوده دمایی 20 تا 1300 درجه در هنگام گرم کردن و سرد کردن دو نمونه منگنز خالص نشان می دهد.

حلالیت هیدروژن در اصلاح α منگنز ابتدا کاهش می یابد و سپس با افزایش دما افزایش می یابد. حلالیت هیدروژن در β-منگنز به طور قابل توجهی بیشتر از α-منگنز است، بنابراین، تبدیل β → α با افزایش قابل توجهی در جذب هیدروژن همراه است. حلالیت در بتا منگنز با دما افزایش می یابد.
تبدیل β→γ نیز با افزایش حلالیت هیدروژن همراه است که در γ-منگنز و همچنین در β-منگنز با افزایش دما افزایش می یابد. این تبدیل با کاهش حلالیت همراه است. حلالیت هیدروژن در δ-منگنز تا نقطه ذوب افزایش می یابد و حلالیت هیدروژن در منگنز مایع به طور قابل توجهی بیشتر از حلالیت آن در هر یک از تغییرات منگنز در حالت جامد است.
بنابراین، تغییرات در حلالیت هیدروژن در اصلاحات مختلف آلوتروپیک منگنز، ایجاد یک روش ساده و ظریف برای مطالعه دمای تبدیل‌های آلوتروپیک و همچنین پسماند آنها در نرخ‌های مختلف گرمایش و سرمایش را ممکن می‌سازد.
نتایج پاتر و لوکنز، به طور کلی، بسیار نزدیک به نتایج سیورتس و موریتز است، همانطور که با بررسی داده های جدول قابل مشاهده است. 47. سازگاری نتایج بسیار خوب است، به جز تغییر در حلالیت در فاز α در محدوده دمایی از دمای اتاق تا 500 درجه: سیورتس و موریتز دریافتند که حلالیت بسیار بالاتر از آن چیزی است که از داده های پاتر به دست می آید. و لوکنز دلیل این اختلاف نامشخص است.

پاتر و لوکنز دریافتند که در دمای ثابت، حلالیت هیدروژن (V) با فشار (P) با توجه به وابستگی تغییر می کند:

که در آن K یک ثابت است.
هیچ محققی هیچ هیدرید منگنز پیدا نکرده است.
محتوای هیدروژن در منگنز الکترولیتی از آنجایی که هیدروژن در طول رسوب الکتریکی بر روی کاتد رسوب می‌کند، جای تعجب نیست که فلزی که به این ترتیب به دست می‌آید حاوی هیدروژن باشد.
محتوای هیدروژن منگنز الکترولیتی و مسائل مربوط به حذف آن توسط پاتر، هیز و لوکنز مورد مطالعه قرار گرفت. ما منگنز الکترولیتی معمولی با خلوص صنعتی را مطالعه کردیم که قبلاً به مدت سه ماه در دمای اتاق نگهداری می شد.
اندازه‌گیری‌های حجم آزاد شده (گسیل‌شده) هیدروژن در دماهای تا 1300 درجه انجام شد. نتایج در شکل نشان داده شده است. 80.
هنگامی که تا 200 درجه حرارت داده می شود، گاز بسیار کمی آزاد می شود، اما در حال حاضر در 300 درجه، حجم بسیار قابل توجهی آزاد می شود. کمی بیشتر در 400 درجه آزاد می شود، اما با گرمایش بعدی مقدار هیدروژن آزاد شده کمی تغییر می کند، به جز در مواردی که حلالیت به دلیل تبدیل های آلوتروپیک منگنز تغییر می کند.
مشخص شده است که منگنز حاوی تقریباً 250 سانتی متر مکعب هیدروژن در هر 100 گرم فلز است. هنگامی که به مدت 1 ساعت در هوا با فشار معمولی تا 400 درجه حرارت داده می شود، 97 درصد از مقداری که می توان خارج کرد حذف می شود. همانطور که انتظار می رود، با کاهش فشار خارجی، مدت زمان حرارت کمتری برای حذف همان مقدار هیدروژن مورد نیاز است.
اعتقاد بر این است که هیدروژن موجود در منگنز یک محلول جامد بینابینی فوق اشباع را تشکیل می دهد. اثر هیدروژن بر پارامترهای شبکه α-منگنز توسط پاتر و هوبر مورد مطالعه قرار گرفت. انبساط (افزایش) مشخصی از شبکه مشاهده می شود (جدول 48)، که به میزان 0.0003٪ در 1 سانتی متر مکعب هیدروژن در هر 100 گرم فلز است.
حرارت دادن برای حذف هیدروژن باعث فشرده شدن (کوچک شدن) شبکه می شود (جدول 49).

اندازه گیری دقیق پارامترهای شبکه در نمونه هایی با محتوای هیدروژن بالا بسیار دشوار است، زیرا یک الگوی پراش تار به دست می آید. پاتر و هوبر این را به توزیع غیر یکنواخت گاز در فلز نسبت می دهند. این تاری با افزایش محتوای هیدروژن افزایش نمی یابد و حتی در مقادیر هیدروژن بالاتر تا حدودی کاهش می یابد. مشخص شده است که منگنز الکترولیتی را نمی توان با محتوای هیدروژن بیش از 615 سانتی متر مکعب در هر 100 گرم به دست آورد، که مربوط به دو اتم هیدروژن در هر سلول واحد α-منگنز است. با توزیع یکنواخت هیدروژن در فلز، می توان درجات مساوی از اعوجاج شبکه های ابتدایی را انتظار داشت و الگوی پراش باید دارای خطوط واضح باشد.

منگنز یک فلز سخت و خاکستری است. اتم های آن دارای پیکربندی الکترونی پوسته بیرونی هستند

فلز منگنز با آب واکنش می دهد و با اسیدها واکنش می دهد تا یون منگنز (II) را تشکیل دهد:

در ترکیبات مختلف، منگنز حالت های اکسیداسیون را نشان می دهد. با افزایش درجه اکسیداسیون منگنز، اسیدیته اکسیدهای آن نیز افزایش می یابد.

منگنز (II)

این شکل از منگنز پایدارترین است. دارای یک پیکربندی الکترونیکی خارجی با یک الکترون در هر یک از پنج اوربیتال است.

در محلول آبی، یون منگنز (II) هیدراته می شود تا یون کمپلکس صورتی کمرنگ هگزاآکوامنگنز (II) را تشکیل دهد خواص اکسیدهای اساسی

منگنز (III)

منگنز (III) فقط در ترکیبات پیچیده وجود دارد. این شکل از منگنز ناپایدار است. در یک محیط اسیدی، منگنز (III) با منگنز (II) و منگنز (IV) نامتناسب است.

منگنز (IV)

مهمترین ترکیب منگنز (IV) اکسید است. این ترکیب سیاه رنگ در آب نامحلول است. ساختار یونی به آن اختصاص داده شده است. پایداری به دلیل آنتالپی بالای شبکه است.

اکسید منگنز (IV) خواص آمفوتریک ضعیفی دارد. این یک عامل اکسید کننده قوی است، به عنوان مثال کلر را از اسید هیدروکلریک غلیظ جابجا می کند:

از این واکنش می توان برای تولید کلر در آزمایشگاه استفاده کرد (به بخش 16.1 مراجعه کنید).

منگنز (VI)

این حالت اکسیداسیون منگنز ناپایدار است. منگنات پتاسیم (VI) را می توان با ترکیب اکسید منگنز (IV) با برخی از عوامل اکسید کننده قوی، به عنوان مثال کلرات پتاسیم یا نیترات پتاسیم به دست آورد:

منگنات پتاسیم (VI) به رنگ سبز است. فقط در محلول قلیایی پایدار است. در محلول اسیدی به منگنز (IV) و منگنز (VII) نامتناسب است:

منگنز (VII)

منگنز دارای این حالت اکسیداسیون در یک اکسید قوی اسیدی است. با این حال، مهمترین ترکیب منگنز (VII) منگنات پتاسیم (VII) (پرمنگنات پتاسیم) است. این جامد به خوبی در آب حل می شود و یک محلول بنفش تیره تشکیل می دهد. منگنات ساختاری چهار وجهی دارد. در یک محیط کمی اسیدی، به تدریج تجزیه می شود و اکسید منگنز (IV) را تشکیل می دهد:

در یک محیط قلیایی، منگنات پتاسیم (VII) کاهش می یابد و ابتدا منگنات پتاسیم سبز (VI) و سپس اکسید منگنز (IV) تشکیل می شود.

منگنات پتاسیم (VII) یک عامل اکسید کننده قوی است. در یک محیط به اندازه کافی اسیدی، کاهش می یابد و یون منگنز (II) را تشکیل می دهد. پتانسیل ردوکس استاندارد این سیستم است که از پتانسیل استاندارد سیستم فراتر می رود و بنابراین منگنات یون کلرید را به گاز کلر اکسید می کند:

اکسیداسیون یون کلرید منگنات مطابق با معادله پیش می رود

منگنات پتاسیم (VII) به طور گسترده ای به عنوان یک عامل اکسید کننده در عمل آزمایشگاهی استفاده می شود، به عنوان مثال.

برای تولید اکسیژن و کلر (به فصل های 15 و 16 مراجعه کنید).

برای انجام یک آزمایش تحلیلی برای دی اکسید گوگرد و سولفید هیدروژن (به فصل 15 مراجعه کنید). در شیمی آلی آماده سازی (به فصل 19 مراجعه کنید).

به عنوان یک معرف حجمی در تیترومتری ردوکس.

نمونه ای از کاربرد تیتریومتری منگنات پتاسیم (VII) تعیین کمی آن با کمک آهن (II) و اتاندیوات ها (اگزالات) است:

با این حال، از آنجایی که منگنات پتاسیم (VII) در خلوص بالا به سختی به دست می آید، نمی توان از آن به عنوان یک استاندارد تیترومتری اولیه استفاده کرد.