Mangan (Mn)
Mangan (Mn, łac. Manganum) to pierwiastek o liczbie atomowej 25, leżący w 4 okresie układu okresowego i 7 grupie. Należy do kategorii: Metale przejściowe.
Mangan w układzie okresowym
Pierwiastek leży w czwartym okresie, czyli w czwartym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 4 powłokach. Znajduje się w 7 grupie (blok d — pierwiastek przejściowy, zapełniana jest podpowłoka d). W tej samej grupie stoją: Technet, Ren, Bohr — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Mangan jest ciałem stałym (topnieje w 1246 °C, wrze w 2061 °C).
Dane pierwiastka Mangan
| Symbol chemiczny | Mn |
|---|---|
| Liczba atomowa (Z) | 25 |
| Masa atomowa | 54,938 u |
| Liczba masowa | 55 |
| Grupa | 7 |
| Okres | 4 |
| Blok | d |
| Kategoria | Metale przejściowe |
| Konfiguracja elektronowa | [Ar] 3d⁵ 4s² |
| Wartościowość | II, IV, VII |
| Stopnie utlenienia | +2, +4, +7 |
| Elektroujemność (Pauling) | 1,55 |
| Energia jonizacji | 7,434 eV |
| Temperatura topnienia | 1246 °C |
| Temperatura wrzenia | 2061 °C |
| Gęstość | 7,21 g/cm³ |
| Promień atomowy | 140 pm |
| Zawartość w skorupie ziemskiej | 950 mg/kg |
| Nazwa łacińska | Manganum |
| Rok odkrycia | 1774 |
| Odkrywca | Johan Gottlieb Gahn |
Mangan — co to za pierwiastek
Twardzi szyny kolejowe i siedzi w każdej zwykłej baterii cynkowo-węglowej.
Właściwości pierwiastka Mangan
Mangan to srebrzystoszary metal o lekko różowawym odcieniu, twardy, ale tak kruchy, że nie da się go kuć ani walcować — pod młotkiem po prostu pęka. Topi się w 1246 stopniach Celsjusza, wrze w 2061, a jego gęstość to 7,21 grama na centymetr sześcienny. Na powietrzu pokrywa się warstewką tlenku, a rozdrobniony na proszek pali się. Z rozcieńczonymi kwasami reaguje, wypierając wodór, z wodą bardzo powoli. Jako metal przejściowy przyjmuje kilka stopni utlenienia i każdy ma inną barwę: roztwory jonów Mn²⁺ są bladoróżowe, tlenek manganu(IV) jest brunatnoczarny, a jony manganianowe(VII) barwią wodę na intensywny fiolet. Wdychanie pyłów manganowych przez dłuższy czas uszkadza układ nerwowy, dlatego spawacze pracują w maskach z filtrem.
Zastosowanie pierwiastka Mangan
Zdecydowana większość wydobywanego manganu trafia do hut żelaza. Dodany do ciekłej stali wiąże tlen i siarkę, które psułyby jej strukturę, więc bez manganu nie da się wyprodukować nawet zwykłej stali konstrukcyjnej. Stal manganowa, zwana stalą Hadfielda, ma tę własność, że utwardza się od uderzeń: im mocniej się ją obija, tym twardsza robi się jej powierzchnia. Wykonuje się z niej rozjazdy kolejowe, szczęki kruszarek, lemiesze i ogniwa gąsienic koparek. Tlenek manganu(IV) siedzi w każdej zwykłej baterii cynkowo-węglowej i alkalicznej, gdzie odbiera elektrony podczas pracy ogniwa. Hutnicy szkła dodają go, żeby usunąć zielonkawy odcień pochodzący od żelaza, a w większej ilości — żeby zabarwić szkło na fioletowo. Nadmanganian potasu służy do odkażania wody i ran oraz jako odczynnik w laboratorium. Mangan jest też mikroelementem: dodaje się go do nawozów, pasz i suplementów, bo bez niego rośliny nie prowadzą fotosyntezy, a organizm człowieka nie uruchamia części enzymów.
Mangan — najważniejsze związki chemiczne
Tlenek manganu(IV) MnO₂ to najważniejsza ruda manganu, zwana piroluzytem; poza bateriami służy jako katalizator rozkładu wody utlenionej i jako czarny pigment. Nadmanganian potasu KMnO₄, poprawnie manganian(VII) potasu, tworzy ciemnofioletowe kryształy i jest silnym utleniaczem — używa się go do odkażania, do utleniania związków organicznych i w analizie zwanej manganometrią. Siarczan(VI) manganu(II) MnSO₄ wchodzi w skład nawozów i pasz. Chlorek manganu(II) MnCl₂ i tlenek manganu(II) MnO są bladoróżowe albo zielonkawe, co dobrze pokazuje, jak silnie barwa zależy od stopnia utlenienia. Z działania mocnych zasad na nadmanganian powstaje manganian(VI) potasu K₂MnO₄ o wyraźnie zielonej barwie.
Mangan — gdzie go spotykasz
- baterie
- szyny
- stal
- szkło
- suplementy
Mangan w szkole — co trzeba wiedzieć
Mangan zajmuje 7 grupę i 4 okres, należy do bloku d, a jego konfiguracja to [Ar] 3d⁵ 4s². Warto zauważyć podpowłokę d zapełnioną dokładnie do połowy — to układ szczególnie trwały. Pierwsza pułapka: mangan Mn i magnez Mg to zupełnie różne pierwiastki, a ich symbole różnią się jedną literą. Druga pułapka to nazewnictwo soli. Manganian(VII) potasu KMnO₄ to ten fioletowy nadmanganian, a manganian(VI) potasu K₂MnO₄ jest zielony. W liceum najczęściej pyta się o reakcje z KMnO₄: w środowisku kwaśnym fiolet znika, bo powstają bezbarwne jony Mn²⁺, w obojętnym wypada brunatny osad MnO₂, a w zasadowym roztwór zielenieje. Ten schemat trzech barw najlepiej po prostu zapamiętać, bo wraca na każdym sprawdzianie z reakcji utleniania i redukcji.
Mangan — historia odkrycia
Piroluzyt, czarny minerał manganu, wykorzystywali już starożytni szklarze do odbarwiania szkła, a malarze epoki kamienia — jako czarny barwnik na ścianach jaskiń. Długo uważano go za odmianę rudy żelaza. W 1774 roku szwedzki chemik Carl Wilhelm Scheele wykazał, że piroluzyt zawiera nieznany pierwiastek, ale wydzielić go potrafił dopiero jego rodak Johan Gottlieb Gahn, który w tym samym roku ogrzał minerał z węglem i otrzymał metaliczny mangan. Nazwa wywodzi się od greckiej krainy Magnezja, skąd sprowadzano czarne minerały, i od łacińskiego magnes — piroluzyt mylono bowiem z magnetytem przyciągającym żelazo.
Mangan — skąd wzięła się nazwa
od Magnezji, przez łac. magnes
Mangan — izotopy
mangan-55 trwały
Mangan — bezpieczeństwo
Przewlekłe wdychanie pyłów uszkadza układ nerwowy.
Ciekawostki o pierwiastku Mangan
- Nadmanganian potasu barwi wodę na intensywny fiolet w ułamku sekundy.
- Na dnie oceanów leżą miliony ton konkrecji manganowych — czarnych bulw wielkości ziemniaka, które narastają niewyobrażalnie wolno i są przedmiotem sporów o wydobycie głębinowe.
- Najstarsze czarne malowidła jaskiniowe wykonano nie węglem drzewnym, lecz tlenkami manganu roztartymi z tłuszczem.
- W chloroplastach roślin pracuje niewielki kompleks zawierający mangan, który rozbija cząsteczki wody i uwalnia tlen, którym oddychamy.
Najczęstsze pytania o pierwiastek Mangan
Jaki jest symbol chemiczny pierwiastka Mangan?
Symbol chemiczny to Mn. Nazwa łacińska brzmi Manganum.
Jaką liczbę atomową ma Mangan?
Liczba atomowa (Z) wynosi 25, czyli w jądrze atomu jest 25 protonów. Masa atomowa to 54,938 u.
Jaka jest wartościowość pierwiastka Mangan?
Typowa wartościowość to II, IV, VII. Spotykane stopnie utlenienia: +2, +4, +7.
Jaka jest konfiguracja elektronowa pierwiastka Mangan?
Konfiguracja skrócona to [Ar] 3d⁵ 4s². Pierwiastek należy do bloku d.
Gdzie w codziennym życiu spotykamy pierwiastek Mangan?
Najczęściej: baterie, szyny, stal, szkło oraz suplementy.
← Wróć do układu okresowego · Zobacz wszystkie: Metale przejściowe · Układ okresowy do druku