Оксид марганца(III)
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена триоксид димарганца, полуторный оксид марганца, оксид марганца, оксид марганца | |
| Идентификаторы | |
| |
3D модель ( JSmol ) |
|
| ChemSpider |
|
| Информационная карта ECHA | 100.013.878 |
CID PubChem |
|
| Номер RTECS |
|
| УНИИ |
|
Панель инструментов CompTox ( EPA ) |
|
| |
| |
| Характеристики | |
| Мn2О3 | |
| Молярная масса | 157,8743 г/моль |
| Появление | коричневый или черный кристаллический |
| Плотность | 4,50 г/см 3 |
| Температура плавления | 888 °C (1630 °F; 1161 K) (альфа-форма) 940 °C, разлагается (бета-форма) |
| 0,00504 г/100 мл (альфа-форма) 0,01065 г/100 мл (бета-форма) | |
| Растворимость | нерастворим в этаноле , ацетоне, растворим в кислоте , хлориде аммония |
| +14,100·10 −6 см 3 /моль | |
| Структура [1] | |
| Биксбиит , cI80 | |
| Ia 3 (№ 206) | |
а = 942 пм | |
| Термохимия | |
Стандартная молярная энтропия ( S ⦵ 298 ) | 110 Дж·моль −1 ·К −1 [2] |
Стандартная энтальпия образования (Δ f H ⦵ 298 ) | −971 кДж·моль −1 [2] |
| Опасности | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | трифторид марганца , ацетат марганца(III) |
Другие катионы | оксид хрома(III) , оксид железа(III) |
Родственные соединения | оксид марганца(II) , диоксид марганца |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Оксид марганца(III) — химическое соединение с формулой Mn2O3 . В природе встречается в виде минерала биксбиита (недавно измененного на биксбиит-(Mn) [ 3] [4] ) и используется в производстве ферритов и термисторов .
Подготовка и химия
Нагревание MnO 2 на воздухе при температуре ниже 800 °C дает α-Mn 2 O 3 (более высокие температуры дают Mn 3 O 4 ). [5] γ-Mn 2 O 3 может быть получен окислением с последующей дегидратацией гидроксида марганца (II) . [5] Сообщалось о многих препаратах нанокристаллического Mn 2 O 3 , например, синтезах, включающих окисление солей Mn II или восстановление MnO 2 . [6] [7] [8]
Оксид марганца(III) образуется в результате окислительно-восстановительной реакции в щелочном элементе:
- 2 MnO 2 + Zn → Mn 2 O 3 + ZnO [ необходима ссылка ]
Оксид марганца(III) Mn 2 O 3 не следует путать с оксигидроксидом марганца(III) MnOOH. В отличие от Mn 2 O 3 , MnOOH является соединением, которое разлагается при температуре около 300 °C с образованием MnO 2 . [9]
Структура
Mn 2 O 3 отличается от многих других оксидов переходных металлов тем, что он не принимает структуру корунда ( Al 2 O 3 ). [5] Обычно признаются две формы: α-Mn 2 O 3 и γ-Mn 2 O 3 , [10] хотя также сообщалось о форме высокого давления со структурой CaIrO 3 . [11]
α-Mn 2 O 3 имеет кубическую структуру биксбиита , которая является примером редкоземельного полутораоксида C-типа ( символ Пирсона cI80, пространственная группа Ia 3 , #206). Было обнаружено, что структура биксбиита стабилизируется присутствием небольших количеств Fe 3+ , чистый Mn 2 O 3 имеет орторомбическую структуру ( символ Пирсона oP24, пространственная группа Pbca, #61). [12] α-Mn 2 O 3 претерпевает антиферромагнитный переход при 80 К. [13]
γ-Mn 2 O 3 имеет структуру, родственную шпинельной структуре Mn 3 O 4 , где оксидные ионы кубически плотно упакованы. Это похоже на соотношение между γ-Fe 2 O 3 и Fe 3 O 4 . [10] γ-Mn 2 O 3 является ферримагнитным с температурой Нееля 39 К. [14]
ε-Mn 2 O 3 принимает ромбоэдрическую структуру ильменита (первое известное бинарное соединение, обладающее такой структурой), в которой катионы марганца равномерно распределены по степеням окисления 2+ и 4+. ε-Mn 2 O 3 является антиферромагнитным с температурой Нееля 210 К. [15]
Ссылки
- ^ Чандиран, Калаисельви; Муругесан, Рамеш Аравинд; Баладжи, Ревати; Эндрюс, Нирмала Грейс; Питчаимуту, Судхагар; Нагамуту Раджа, Кришна Чандар (3 июля 2020 г.). «Длинные монокристаллические наностержни α-Mn2O3: простой синтез и фотокаталитическое применение». Материалы Research Express . 7 (7). Издание IOP: 074001. doi : 10.1088/2053-1591/ab9fbd . ISSN 2053-1591. S2CID 225561660.
- ^ ab Zumdahl, Steven S. (2009). Химические принципы 6-е изд . Houghton Mifflin Company. стр. A22. ISBN 978-0-618-94690-7.
- ^ "Биксбиит-(Mn)".
- ^ IMA 21-H: Переопределение биксбиита и определение биксбиита-(Fe) и биксбиита-(Mn). CNMNC Newsletter, 64, 2021; Mineralogic Magazine, 85, 2021).
- ^ abc Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 1049. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Шуйцзинь Лэй; Кайбин Тан; Чжэнь Фан; Цянчунь Лю; Хуагуй Чжэн (2006). «Получение α-Mn 2 O 3 и MnO путем термического разложения MnCO 3 и контроль морфологии». Materials Letters . 60 : 53. doi :10.1016/j.matlet.2005.07.070.
- ^ Чжун-Юн Юань; Те-Чжэнь Жэнь; Гаохуэй Ду; Бао-Лянь Су (2004). "Простое приготовление монокристаллических наностержней α-Mn 2 O 3 путем аммиачно-гидротермальной обработки MnO 2 ". Chemical Physics Letters . 389 ( 1– 3): 83. doi :10.1016/j.cplett.2004.03.064.
- ^ Навин Чандра; Санджив Бхасин; Минакши Шарма; Дипти Пал (2007). «Процесс изготовления наночастиц Mn 2 O 3 и наностержней γ-MnOOH при комнатной температуре». Материалы писем . 61 (17): 3728. doi :10.1016/j.matlet.2006.12.024.
- ^ Томас Колер; Томас Армбрустер; Ойген Либовицки (1997). «Водородная связь и искажение Яна-Теллера в гроутите, α-MnOOH, и манганите, γ-MnOOH, и их связь с диоксидами марганца Рамсделлитом и пиролюзитом». Журнал химии твердого тела . 133 (2): 486– 500. doi :10.1006/jssc.1997.7516.
- ^ ab Wells AF (1984) Структурная неорганическая химия 5-е издание Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
- ^ Фазовый переход высокого давления в Mn 2 O 3 в фазу типа CaIrO 3 Сантильян, Дж.; Шим, С. Американский геофизический союз, осеннее заседание 2005 г., аннотация № MR23B-0050
- ^ Геллер С. ( 1971 ). «Структура α-Mn2O3 , ( Mn0,983Fe0,017 ) 2O3 и ( Mn0,37Fe0,63 ) 2O3 и связь с магнитным упорядочением». Acta Crystallogr B. 27 ( 4 ): 821. doi : 10.1107 /S0567740871002966 .
- ^ Геллер С. (1970). "Магнитные и кристаллографические переходы в Sc+, Cr+ и Ga+ замещенных Mn2O3". Physical Review B. 1 ( 9): 3763. doi :10.1103/physrevb.1.3763.
- ^ Ким С. Х.; Чой Б. Дж.; Ли ГХ; О С. Дж.; Ким Б.; Чой ХК; Парк Дж.; Чанг И. (2005). «Ферримагнетизм в наночастицах γ-сесквиоксида марганца (γ−Mn 2 O 3 )». Журнал Корейского физического общества . 46 (4): 941.
- ^ Овсянников, Сергей В.; Цирлин, Александр Александрович; Коробейников Игорь Владимирович; Морозова Наталья Владимировна; Асландукова Алена Александровна; Штайнле-Нойманн, Герд; Харитон, Стелла; Хандархаева, Саяна; Глазырин Константин; Вильгельм, Фабрис; Рогалев Андрей; Дубровинский, Леонид (06 сентября 2021 г.). «Синтез ε-Mn 2 O 3 типа ильменита и его свойства». Неорганическая химия . 60 (17): 13348–13358 . doi :10.1021/acs.inorgchem.1c01666. ISSN 0020-1669. PMID 34415155. S2CID 237242460.
