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Mn 25

Manganese (Mn)

transition-metal
周期: 4 族: 7 ブロック: d

Solid

標準原子量

54.938044 u

電子配置

[Ar] 4s2 3d5

融点

1245.85 °C

沸点

2060.85 °C

密度

7300 kg/m³

酸化数

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7

電気陰性度(Pauling)

1.55

第1イオン化エネルギー

7.434038 eV

発見年

1774

原子半径

140 pm

詳細

名称の由来 Latin: magnes (magnet); Italian: manganese.
発見国 Sweden
発見者 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.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
140 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
139 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
197 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
金属半径
118 pm 全元素の金属半径を比較 →
密度
7300 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.00739 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
1245.85 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
2060.85 °C 全元素の沸点を比較 →
比熱容量
0.479 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
26.32 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
立方構造 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
1.55 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電気陰性度(Allen)
1.75
電子親和力
-0.5 eV (負の値—この原子は電子を取り込まないと予測される)
第1イオン化エネルギー
7.434038 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
15.640044 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
33.668116 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
51.210176 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
72.410249 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7 全元素の酸化数を比較 →
価電子
7 全元素の価電子を比較 →
電子配置
[Ar] 4s2 3d5

熱力学的性質

臨界点(温度)
4052 °C
融解熱
0.13680883 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
2.331969 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
2.914443 eV
原子化熱
2.914443 eV
原子化エンタルピー
2.936208 eV

原子核

陽子数
25 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
30 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
31 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
1 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
Mn-55
発見年
1774

存在度

存在度(地殻)
950 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
2 × 10−4 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
889 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 13, 2 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7439-96-5 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
6S5/2
InChI
InChI=1S/Mn
InChI Key
PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 25
電子 25
電荷 中性
電子配置 Mn: 3d⁵ 4s²
電子配置
測定値
[Ar] 3d⁵ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s²
軌道図
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
5/10 5↑
総電子数: 25 不対電子: 5 ?

原子モデル

陽子 25
中性子 30
電子 25
質量数 55
安定性 安定

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

25 / 50 (50 強度データあり:50本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

単同位体元素
天然に存在する唯一の同位体:55 — 100.0000%
55100.0000%質量数天然存在比(%)
質量数原子質量(u)天然存在比半減期
55 安定54.93804391 ± 0.00000048100.0000%安定
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(1245.85 °C)より1220.8 °C低い

融点 1245.85 °C
沸点 2060.85 °C
融点との差(下) 1220.8 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
1245.85 °C
沸点 文献値
2060.85 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.13680883 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
2.331969 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
2.914443 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
7300 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
7300 kg/m³

標準条件下

詳細

臨界点 文献値
4052 °C

原子スペクトル

全25件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
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
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
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
NIST準位データの収録状況 →
25 Mn 54.938044

Manganese — 原子軌道可視化ツール

[Ar]4s23d5
エネルギー準位 2 8 13 2
酸化数 -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Manganese — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
25 Mn 54.938044

Manganese — 結晶構造可視化ツール

Primitive Cubic · ピアソン記号 cP1
実験値
ピアソン記号 cP1
配位数 6
充填率 52.000%
Manganese — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

全15件中10件を表示しています。

電荷配位スピン半径
+24high66 pm
+25high75 pm
+26low67 pm
+26high83 pm
+27high90 pm
+28データなし96 pm
+35データなし57.99999999999999 pm
+36low57.99999999999999 pm
+36high64.5 pm
+44データなし39 pm

化合物

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

同位体 (1)

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
55 安定54.93804391 ± 0.00000048100.0000%安定
stable
55 安定
原子質量(u) 54.93804391 ± 0.00000048
天然存在比 100.0000%
半減期 安定
崩壊形式
stable

スペクトル線

全694件中50件を表示しています。 初期設定では、強度の測定値があるスペクトル線のみを表示します。

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

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
119 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
105 pm
共有結合半径(Pyykkö、三重結合)
103 pm
共有結合半径(Bragg)
147 pm

ファンデルワールス半径

Batsanov
205 pm
Alvarez
245 pm
UFF
296.1 pm
MM3
224 pm

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
242 pm
金属半径(C12)
127 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
55
Pettifor
60
Glawe
72

電気陰性度の尺度

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

分極率と分散

双極子分極率
68 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
9 a.u.
C₆
552 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
635 Ha·Bohr6

化学親和力

プロトン親和力
797.3 kJ/mol
気相塩基性
774.4 kJ/mol

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
7.35 cm3/mol
ミーデマ電子密度
4

供給リスクと経済性

生産集中度
33
相対供給リスク
6
埋蔵量の分布
24
政治的安定性(最大生産国)
24
政治的安定性(最大埋蔵国)
44

相転移と同素体

融点1519.15 K
沸点2334.15 K
臨界点(温度)4325.15 K

酸化数の分類

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

専門参考データ

遮蔽定数 (7)
n軌道σ
1s0.6043
2p3.916
2s7.2062
3d14.4718
3p12.8908
3s11.9821
4s19.7168
結晶半径の詳細 (15)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
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,
同位体の崩壊形式 (57)
同位体モード強度
43p—
44p—
45p—
46B+100%
46B+p57%
462p18%
46B+A—
47B+100%
47B+p1.7%
48B+100%
X線散乱因子 (504)
エネルギー (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

追加データ

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.

参考文献 (1)

参考文献

(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.

ライセンスに関する注記: 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/

ライセンスに関する注記: 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

The element property data was retrieved from publications.

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データ検証済み:

内容は最新の科学データと照合して確認されています。