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Mn 25

Manganese (Mn)

transition-metal
Période: 4 Groupe: 7 Bloc: d

Solid

Masse atomique relative standard

54,938044 u

Configuration électronique

[Ar] 4s2 3d5

Point de fusion

1245,85 °C

Point d’ébullition

2060,85 °C

Masse volumique

7300 kg/m³

États d’oxydation

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7

Électronégativité (Pauling)

1,55

Énergie d’ionisation (1re)

7,434038 eV

Année de découverte

1774

Rayon atomique

140 pm

Détails

Origine du nom Latin: magnes (magnet); Italian: manganese.
Pays de découverte Sweden
Découvreurs Johann Gahn

Manganese is a hard, brittle first-row transition metal and an essential alloying element in steelmaking. It occurs in nature mainly as oxides, carbonates, and silicates rather than as the free metal. Its chemistry is notable for accessible oxidation states from +2 to +7, with strong colors and redox behavior. Small biological amounts are essential, especially in enzymes, but concentrated manganese compounds and dusts can be hazardous.

It is gray-white, resembling iron, but is harder and very brittle. The metal is reactive chemically and decomposes slowly in cold water. Manganese is used to form many important alloys. Manganese improves rolling and forging qualities in steel, along with adding strength, stiffness, wear resistance, hardness.

With aluminum and antimony, and especially with small amounts of copper, it forms highly ferromagnetic alloys.

Manganese metal is ferromagnetic only after special treatment. The pure metal exists in four allotropic forms. The alpha form is stable at ordinary temperature; gamma manganese, which changes to alpha at ordinary temperatures, is said to be flexible, soft, easily cut, and capable of being bent.

The name derives from the Latin magnes for "magnet" since pyrolusite (MnO2) has magnetic properties. It was discovered by the Swedish pharmacist and chemist Carl-Wilhelm Scheele in 1774. In the same year, the Swedish chemist Johan Gottlieb Gahn first isolated the metal.

Proposed to be an element by Carl Wilhelm Scheele in 1774, manganese was discovered by Johan Gottlieb Gahn, a Swedish chemist, by heating the mineral pyrolusite (MnO2) in the presence of charcoal later that year. Today, most manganese is still obtained from pyrolusite, although it is usually burned in a furnace with powdered aluminum or is treated with sulfuric acid (H2SO4) to form manganese sulfate (MnSO4), which is then electrolyzed.

From the Latin word magnes, magnet, from magnetic properties of pyrolusite. Recognized by Carl Wilhelm Scheele, Torbern Olof Bergman, and others as an element and isolated by Gahn in 1774 by reduction of the dioxide with carbon.

Images

Propriétés

Propriétés chimiques

Électronégativité (Pauling)
1,55 Comparer : Électronégativité (Pauling) de tous les éléments →
Électronégativité (Allen)
1,75
Affinité électronique
-0,5 eV (valeur négative — l'atome ne devrait pas lier d'électron supplémentaire)
Énergie d’ionisation (1re)
7,434038 eV Comparer : Énergie d’ionisation (1re) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (2e)
15,640044 eV Comparer : Énergie d’ionisation (2e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (3e)
33,668116 eV Comparer : Énergie d’ionisation (3e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (4e)
51,210176 eV Comparer : Énergie d’ionisation (4e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (5e)
72,410249 eV Comparer : Énergie d’ionisation (5e) de tous les éléments →
États d’oxydation
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7 Comparer : États d’oxydation de tous les éléments →
Électrons de valence
7 Comparer : Électrons de valence de tous les éléments →
Configuration électronique
[Ar] 4s2 3d5

Propriétés thermodynamiques

Point critique (température)
4052 °C
Enthalpie de fusion
0,13680883 eV Comparer : Enthalpie de fusion de tous les éléments →
Enthalpie de vaporisation
2,331969 eV Comparer : Enthalpie de vaporisation de tous les éléments →
Enthalpie de sublimation
2,914443 eV
Enthalpie d’atomisation
2,914443 eV
Enthalpie d’atomisation
2,936208 eV

Propriétés nucléaires

Protons
25 Comparer : Protons de tous les éléments →
Neutrons
30 Comparer : Neutrons de tous les éléments →
Isotopes connus
31 Comparer : Isotopes connus de tous les éléments →
Isotopes stables
1 Comparer : Isotopes stables de tous les éléments →
Isotope le plus stable
Mn-55
Année de découverte
1774

Abondance

Abondance (croûte terrestre)
950 mg/kg Comparer : Abondance (croûte terrestre) de tous les éléments →
Abondance (océan)
2 × 10−4 mg/L Comparer : Abondance (océan) de tous les éléments →

Structure cristalline

Paramètre de maille a
889 pm

Structure électronique

Électrons par couche
2, 8, 13, 2 Comparer : Électrons par couche de tous les éléments →

Identifiants

Numéro CAS
7439-96-5 Comparer : Numéro CAS de tous les éléments →
Symbole de terme
6S5/2
InChI
InChI=1S/Mn
Clé InChI
PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N

Configuration électronique Mesuré

Charge ionique
Protons 25
Électrons 25
Charge Neutre
Configuration Mn: 3d⁵ 4s²
Configuration électronique
Mesuré
[Ar] 3d⁵ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s²
Diagramme d’orbitales
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
5/10 5↑
Nombre total d’électrons: 25 Non appariés: 5 ?

Modèle atomique

Protons 25
Neutrons 30
Électrons 25
Nombre de masse 55
Stabilité Stable

Les isotopes diffèrent par leur nombre de neutrons, leur masse et leur stabilité — pas par la configuration électronique de l’atome neutre.

Modèle atomique schématique, non à l’échelle.

Empreinte atomique

Spectre d’émission / d’absorption

25 / 50 (50 50 avec intensité)
Mesuré
Émission Visible : 380–750 nm

Distribution isotopique

Élément monoisotopique
Seul isotope présent à l’état naturel : 55 — 100,0000%
55100,0000%Nombre de masseAbondance naturelle (%)
Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vie
55 Stable54,93804391 ± 0,00000048100,0000%Stable
Mesuré

Phase / État

1 atm / 101,325 kPa
Solide 25 °C (298,15 K)

Explication: 1220,8 °C en dessous du point de fusion (1245,85 °C)

Point de fusion 1245,85 °C
Point d’ébullition 2060,85 °C
Écart en dessous du point de fusion 1220,8 °C
0 K Température actuelle: 25 °C 6000 K
Échelle des phases

Schématique, non à l’échelle

Solide
Liquide
Gaz
Fusion
Ébullition
25°C
Solide
Liquide
Gaz
Actuel

Points de transition de phase

Point de fusion Littérature scientifique
1245,85 °C
Point d’ébullition Littérature scientifique
2060,85 °C
Phase actuelle Calculé
Solide

Énergies de transition

Enthalpie de fusion Littérature scientifique
0,13680883 eV

Énergie nécessaire pour faire fondre 1 mol au point de fusion

Enthalpie de vaporisation Littérature scientifique
2,331969 eV

Énergie nécessaire pour vaporiser 1 mol au point d’ébullition

Enthalpie de sublimation Littérature scientifique
2,914443 eV

Énergie nécessaire pour sublimer 1 mol au point de sublimation

Masse volumique

Masse volumique de référence Littérature scientifique
7300 kg/m³

Dans les conditions standard

Masse volumique actuelle Calculé
7300 kg/m³

Dans les conditions standard

Données avancées

Point critique Littérature scientifique
4052 °C

Spectres atomiques

Affichage de 10 sur 25. Tri par charge ionique croissante.

Raies répertoriées ?

IonChargeNombre total de raiesProbabilités de transitionDésignations des niveaux
Mn I 0631499499
Mn II +139758443781
Mn III +28600
Mn IV +35000
Mn V +4136112112
Mn VI +528697284
Mn VII +6572657
Mn VIII +749349
Mn IX +843943
Mn X +9571857
Raies répertoriées par le NIST →

Niveaux répertoriés ?

IonChargeNiveaux
Mn I 0552
Mn II +1533
Mn III +2393
Mn IV +3104
Mn V +485
Mn VI +5116
Mn VII +646
Mn VIII +732
Mn IX +838
Mn X +946
Niveaux répertoriés par le NIST →
25 Mn 54.938044

Manganese — Visualiseur d’orbitales atomiques

[Ar]4s23d5
Niveaux d’énergie 2 8 13 2
États d’oxydation -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Manganese — Aperçu du visualiseur d’orbitales atomiques
Three.js se charge uniquement à la demande
25 Mn 54.938044

Manganese — Visualiseur de structure cristalline

Primitive Cubic · Pearson cP1
Expérimental
Pearson cP1
N° de coord. 6
Compacité 52.000%
Manganese — Aperçu du visualiseur de structure cristalline
Three.js se charge uniquement à la demande

Rayons ioniques

Affichage de 10 sur 15.

ChargeCoordinenceSpinRayon
+24high66 pm
+25high75 pm
+26low67 pm
+26high83 pm
+27high90 pm
+28N/D96 pm
+35N/D57.99999999999999 pm
+36low57.99999999999999 pm
+36high64.5 pm
+44N/D39 pm

Composés

Mn
54,938 u
Mn+2
54,938 u
Mn+3
54,938 u
Mn
53,940 u
Mn
55,939 u
Mn
51,946 u
Mn
52,941 u
Mn
50,948 u
Mn
54,938 u
Mn
56,938 u
Mn+2
51,946 u

Isotopes (1)

Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vieMode de désintégration
55 Stable54,93804391 ± 0,00000048100,0000%Stable
stable
55 Stable
Masse atomique (u) 54,93804391 ± 0,00000048
Abondance naturelle 100,0000%
Demi-vie Stable
Mode de désintégration
stable

Raies spectrales

Affichage de 50 sur 694. Seules les raies spectrales dont l’intensité a été mesurée sont affichées par défaut.

Longueur d’onde (nm)IntensitéDegré d’ionisationTypeTransitionPrécisionSource
403.0753 nm27000Mn Iemission3d5.4s2 a 6S → 3d5.(6S).4s.4p.(3P*) z 6P*MesuréeNIST
403.3062 nm19000Mn Iemission3d5.4s2 a 6S → 3d5.(6S).4s.4p.(3P*) z 6P*MesuréeNIST
403.4483 nm11000Mn Iemission3d5.4s2 a 6S → 3d5.(6S).4s.4p.(3P*) z 6P*MesuréeNIST
404.1355 nm5600Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6D*MesuréeNIST
380.6711 nm3200Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6F*MesuréeNIST
382.3507 nm2100Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6F*MesuréeNIST
405.5544 nm1900Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6D*MesuréeNIST
401.81 nm1500Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6D*MesuréeNIST
383.4362 nm1300Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6F*MesuréeNIST
404.8743 nm1100Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6D*MesuréeNIST
405.893 nm1100Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6D*MesuréeNIST
408.2939 nm1100Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6D*MesuréeNIST
408.3628 nm1100Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6D*MesuréeNIST
475.4042 nm1000Mn Iemission3d5.(6S).4s.4p.(3P*) z 8P* → 3d5.4s.(7S).5s e 8SMesuréeNIST
482.3524 nm1000Mn Iemission3d5.(6S).4s.4p.(3P*) z 8P* → 3d5.4s.(7S).5s e 8SMesuréeNIST
478.3427 nm940Mn Iemission3d5.(6S).4s.4p.(3P*) z 8P* → 3d5.4s.(7S).5s e 8SMesuréeNIST
445.1586 nm800Mn Iemission3d6.(5D).4s a 4D → 3d6.(5D).4p z 4D*MesuréeNIST
476.2367 nm750Mn Iemission3d6.(5D).4s a 4D → 3d6.(5D).4p z 4F*MesuréeNIST
406.173 nm730Mn Iemission3d5.(6S).4s.4p.(3P*) z 6P* → 3d5.4s.(5S).5s f 6SMesuréeNIST
406.3528 nm730Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6D*MesuréeNIST
407.9412 nm730Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6D*MesuréeNIST
380.9592 nm700Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6F*MesuréeNIST
384.1071 nm670Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6F*MesuréeNIST
446.2031 nm510Mn Iemission3d5.(6S).4s.4p.(3P*) z 6P* → 3d5.4s.(7S).4d e 6DMesuréeNIST
432.6643 nm500Mn IIemission3d5.(4F).4s a 5F → 3d5.(4G).4p z 5F*MesuréeNIST
434.3983 nm500Mn IIemission3d5.(4F).4s a 5F → 3d5.(4G).4p z 5F*MesuréeNIST
476.6418 nm500Mn Iemission3d6.(5D).4s a 4D → 3d6.(5D).4p z 4F*MesuréeNIST
383.3861 nm480Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6F*MesuréeNIST
382.3887 nm390Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6F*MesuréeNIST
423.5295 nm370Mn Iemission3d6.(5D).4s a 4D → 3d6.(5D).4p y 4P*MesuréeNIST
383.9819 nm350Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6F*MesuréeNIST
384.3984 nm350Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6F*MesuréeNIST
441.489 nm350Mn Iemission3d6.(5D).4s a 4D → 3d6.(5D).4p z 4D*MesuréeNIST
476.5846 nm300Mn Iemission3d6.(5D).4s a 4D → 3d6.(5D).4p z 4F*MesuréeNIST
407.0278 nm290Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6D*MesuréeNIST
425.7669 nm290Mn Iemission3d6.(5D).4s a 4D → 3d6.(5D).4p y 4P*MesuréeNIST
426.5923 nm290Mn Iemission3d6.(5D).4s a 4D → 3d6.(5D).4p y 4P*MesuréeNIST
446.4682 nm290Mn Iemission3d6.(5D).4s a 4D → 3d6.(5D).4p z 4D*MesuréeNIST
602.182 nm290Mn Iemission3d5.(6S).4s.4p.(3P*) z 6P* → 3d5.4s.(7S).5s e 6SMesuréeNIST
428.1097 nm270Mn Iemission3d6.(5D).4s a 4D → 3d6.(5D).4p y 4P*MesuréeNIST
445.8254 nm270Mn Iemission3d5.(6S).4s.4p.(3P*) z 6P* → 3d5.4s.(7S).4d e 6DMesuréeNIST
449.8902 nm240Mn Iemission3d6.(5D).4s a 4D → 3d6.(5D).4p z 4D*MesuréeNIST
450.2213 nm240Mn Iemission3d6.(5D).4s a 4D → 3d6.(5D).4p z 4D*MesuréeNIST
443.6357 nm210Mn Iemission3d6.(5D).4s a 4D → 3d6.(5D).4p z 4D*MesuréeNIST
445.7549 nm210Mn Iemission3d5.(6S).4s.4p.(3P*) z 6P* → 3d5.4s.(7S).4d e 6DMesuréeNIST
382.9718 nm200Mn Iemission3d6.(5D).4s a 6D → 3d6.(5D).4p z 6F*MesuréeNIST
384.4166 nm200Mn IIemission3d5.(2F).4s b 3F → 3d5.(4G).4p z 3G*MesuréeNIST
420.63677 nm200Mn IIemission3d5.(4F).4s a 5F → 3d5.(4P).4p z 5D*MesuréeNIST
429.22329 nm200Mn IIemission3d5.(2D).4s c 3D → 3d5.(4G).4p z 5F*MesuréeNIST
434.83962 nm200Mn IIemission3d5.(4F).4s a 5F → 3d5.(4G).4p z 5F*MesuréeNIST

Propriétés étendues

Rayons covalents (données étendues)

Rayon covalent (Pyykkö)
119 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison double)
105 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison triple)
103 pm
Rayon covalent (Bragg)
147 pm

Rayons de van der Waals

Batsanov
205 pm
Alvarez
245 pm
UFF
296,1 pm
MM3
224 pm

Rayons atomiques et métalliques

Rayon atomique (Rahm)
242 pm
Rayon métallique (C12)
127 pm

Échelles de numérotation

Mendeleev
55
Pettifor
60
Glawe
72

Échelles d’électronégativité

Ghosh
0
Miedema
4
Gunnarsson–Lundqvist
5
Robles–Bartolotti
3

Polarisabilité et dispersion

Polarisabilité dipolaire
68 a.u.
Polarisabilité dipolaire (incertitude)
9 a.u.
C₆
552 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
635 Ha·Bohr6

Affinité chimique

Affinité protonique
797,3 kJ/mol
Basicité en phase gazeuse
774,4 kJ/mol

Paramètres de Miedema

Volume molaire de Miedema
7,35 cm3/mol
Densité électronique de Miedema
4

Risque d’approvisionnement et économie

Concentration de la production
33
Risque relatif d’approvisionnement
6
Répartition des réserves
24
Stabilité politique (principal producteur)
24
Stabilité politique (principal détenteur de réserves)
44

Transitions de phase et allotropes

Point de fusion1519,15 K
Point d’ébullition2334,15 K
Point critique (température)4325,15 K

Catégories d’états d’oxydation

+6 extended
+4 main
−3 extended
0 extended
+5 extended
+2 main
+1 extended
+3 extended
+7 main
−1 extended

Données de référence avancées

Constantes d’écran (7)
nOrbitaleσ
1s0,6043
2p3,916
2s7,2062
3d14,4718
3p12,8908
3s11,9821
4s19,7168
Détail des rayons cristallins (15)
ChargeCNSpinrcrystal (pm)Origine
2IVHS80
2VHS89calculated,
2VILS81estimated,
2VIHS97from r^3 vs V plots,
2VIIHS104calculated,
2VIII110from r^3 vs V plots,
3V72
3VILS72from r^3 vs V plots,
3VIHS78,5from r^3 vs V plots,
4IV53from r^3 vs V plots,
Modes de désintégration des isotopes (57)
IsotopeModeIntensité
43p—
44p—
45p—
46B+100%
46B+p57%
462p18%
46B+A—
47B+100%
47B+p1,7%
48B+100%
Facteurs de diffusion des rayons X (504)
Énergie (eV)f₁f₂
10—1,8899
10,1617—1,92644
10,3261—1,96368
10,4931—2,00165
10,6628—2,04035
10,8353—2,0798
11,0106—2,12001
11,1886—2,161
11,3696—2,20278
11,5535—2,24537

Données complémentaires

Sources

Sources of this element.

Manganese minerals are widely distributed, with oxides, silicates, and carbonates being the most common. Large quantities of manganese nodules are found on the ocean floor and may become a source of manganese. These nodules contain about 24% manganese, together with many other elements in lesser abundance.

Most manganese today is obtained from ores found in Russia, Brazil, Australia, South Africa, Gabon, and India. Pyrolusite and rhodochrosite are among the most common manganese minerals. The metal is obtained by reduction of the oxide with sodium, magnesium, aluminum, or by electrolysis.

Références (1)

Références

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Mn

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Manganese

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Note sur la licence: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Manganese

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Note sur la licence: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Manganese

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Manganese

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Manganese

This section provides all form of data related to element Manganese.

9 PubChem Elements
Manganese

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