Մանգանի (II), (III), (IV) միացություններ, օքսիդների և հիդրօքսիդների հատկություններ, մանգանի աղեր, դրանց հատկությունները. մանգան երկօքսիդ, դրա հատկությունները. Մանգան Այլ երկուական միացություններ

Մանգանը կոշտ մոխրագույն մետաղ է։ Դրա ատոմներն ունեն արտաքին թաղանթի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա

Մետաղական մանգանը փոխազդում է ջրի հետ և փոխազդում թթուների հետ՝ ձևավորելով մանգանի (II) իոններ.

Տարբեր միացություններում մանգանը հայտնաբերում է օքսիդացման վիճակներ։Որքան բարձր է մանգանի օքսիդացման աստիճանը, այնքան մեծ է նրա համապատասխան միացությունների կովալենտային բնույթը։ Մանգանի օքսիդացման վիճակի աճով մեծանում է նաև նրա օքսիդների թթվայնությունը։

Մանգան (II)

Մանգանի այս ձևը ամենակայունն է։ Այն ունի արտաքին էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա՝ հինգ ուղեծրերից յուրաքանչյուրում մեկ էլեկտրոնով:

Ջրային լուծույթում մանգանի (II) իոնները հիդրացվում են՝ ձևավորելով գունատ վարդագույն հեքսաակվամանգանի (II) բարդ իոն: Այս իոնը կայուն է թթվային միջավայրում, բայց ձևավորում է մանգանի հիդրօքսիդի սպիտակ նստվածք ալկալային միջավայրում: Մանգան (II) օքսիդը ունի հիմնական օքսիդների հատկություններ.

Մանգան (III)

Մանգան (III) գոյություն ունի միայն բարդ միացություններում: Մանգանի այս ձևն անկայուն է։ Թթվային միջավայրում մանգանը (III) անհամաչափ է մանգանի (II) և մանգանի (IV):

Մանգան (IV)

Մանգանի (IV) ամենակարևոր միացությունը օքսիդն է: Այս սև միացությունը ջրի մեջ անլուծելի է: Ունի իոնային կառուցվածք։ Կայունությունը պայմանավորված է բարձր ցանցային էթալպիայով:

Մանգանի (IV) օքսիդը թույլ ամֆոտերային հատկություն ունի։ Այն ուժեղ օքսիդացնող նյութ է, օրինակ՝ քլորը խտացված աղաթթվից տեղահանելով.

Այս ռեակցիան կարող է օգտագործվել լաբորատորիայում քլոր արտադրելու համար (տես բաժին 16.1):

Մանգան (VI)

Մանգանի այս օքսիդացման վիճակը անկայուն է: Կալիումի մանգանատ (VI) կարելի է ձեռք բերել մանգանի (IV) օքսիդը միաձուլելով որոշ ուժեղ օքսիդացնող նյութի հետ, ինչպիսիք են կալիումի քլորատը կամ կալիումի նիտրատը.

Մանգանատ (VI) կալիումը ունի կանաչ գույն: Կայուն է միայն ալկալային լուծույթում։ Թթվային լուծույթում այն ​​անհամաչափ է մանգանի (IV) և մանգանի (VII):

Մանգան (VII)

Մանգանը նման օքսիդացման վիճակ ունի խիստ թթվային օքսիդում։ Այնուամենայնիվ, մանգանի (VII) ամենակարևոր միացությունը կալիումի մանգանատն է (VII) (կալիումի պերմանգանատ): Այս պինդը շատ լավ լուծվում է ջրի մեջ՝ առաջացնելով մուգ մանուշակագույն լուծույթ։ Մանգանատն ունի քառանիստ կառուցվածք։ Թեթևակի թթվային միջավայրում այն ​​աստիճանաբար քայքայվում է՝ առաջացնելով մանգանի (IV) օքսիդ.

Ալկալային միջավայրում կալիումի մանգանատը (VII) կրճատվում է՝ առաջացնելով սկզբում կանաչ կալիումի մանգանատ (VI), իսկ հետո մանգանի (IV) օքսիդ։

Կալիումի մանգանատը (VII) ուժեղ օքսիդացնող նյութ է։ Բավական թթվային միջավայրում այն ​​կրճատվում է՝ առաջացնելով մանգանի (II) իոններ։ Այս համակարգի ստանդարտ ռեդոքս պոտենցիալն է, որը գերազանցում է համակարգի ստանդարտ ներուժը, և, հետևաբար, մանգանատը քլորիդ իոնը օքսիդացնում է քլոր գազի.

Քլորիդ իոնային մանգանատի օքսիդացումն ընթանում է համաձայն հավասարման

Կալիումի մանգանատը (VII) լայնորեն օգտագործվում է որպես օքսիդացնող նյութ լաբորատոր պրակտիկայում, օրինակ.

թթվածին և քլոր ստանալու համար (տե՛ս գլ. 15 և 16);

ծծմբի երկօքսիդի և ջրածնի սուլֆիդի անալիտիկ փորձարկում կատարելու համար (տե՛ս գլ. 15); նախապատրաստական ​​օրգանական քիմիայում (տես Գլ. 19);

որպես ծավալային ռեագենտ ռեդոքս տիտրաչափության մեջ:

Կալիումի մանգանատի (VII) տիտրաչափական կիրառման օրինակ է երկաթի (II) և էթանադիոատների (օքսալատների) քանակական որոշումը.

Այնուամենայնիվ, քանի որ կալիումի մանգանատը (VII) դժվար է ձեռք բերել բարձր մաքրությամբ, այն չի կարող օգտագործվել որպես առաջնային տիտրաչափական ստանդարտ:

ընդհանուր վերանայում

Մանգանը IV-րդ շրջանի VIIB ենթախմբի տարր է։ Ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքը 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 է, միացություններում օքսիդացման ամենաբնորոշ վիճակները +2-ից +7 են։

Մանգանը պատկանում է բավականին տարածված տարրերին, որը կազմում է երկրակեղևի 0,1%-ը (զանգվածային բաժինը): Բնության մեջ հանդիպում է միայն միացությունների տեսքով, հիմնական հանքանյութերն են պիրոլուզիտը (մանգանի երկօքսիդ MnO2.), գաուսկանիտ Mn3O4և բրոունիտ Mn2O3.

Ֆիզիկական հատկություններ

Մանգանը արծաթափայլ սպիտակ կոշտ փխրուն մետաղ է: Նրա խտությունը 7,44 գ/սմ 3 է, հալման ջերմաստիճանը՝ 1245 o C։ Հայտնի են մանգանի չորս բյուրեղային փոփոխություններ։

Քիմիական հատկություններ

Մանգանը ակտիվ մետաղ է, մի շարք լարումներում այն ​​գտնվում է ալյումինի և ցինկի միջև։ Օդում մանգանը ծածկված է բարակ օքսիդ թաղանթով, որը պաշտպանում է այն հետագա օքսիդացումից նույնիսկ տաքացնելիս։ Մանր բաժանված վիճակում մանգանը հեշտությամբ օքսիդանում է։

3Mn + 2O 2 \u003d Mn 3 O 4- երբ կալցինացված է օդում

Ջուրը սենյակային ջերմաստիճանում մանգանի վրա գործում է շատ դանդաղ, տաքացնելիս՝ ավելի արագ.

Mn + H 2 O \u003d Mn (OH) 2 + H 2

Այն լուծվում է նոսր աղաթթուներում և ազոտական ​​թթուներում, ինչպես նաև տաք ծծմբական թթուներում (ցուրտ H2SO4այն գործնականում անլուծելի է)

Mn + 2HCl \u003d MnCl 2 + H 2 Mn + H 2 SO 4 \u003d MnSO 4 + H 2

Անդորրագիր

Մանգանը ստացվում է.

1. լուծույթի էլեկտրոլիզ MnSO 4. Էլեկտրոլիտային մեթոդով հանքաքարը կրճատվում է, այնուհետև լուծվում է ծծմբաթթվի և ամոնիումի սուլֆատի խառնուրդում։ Ստացված լուծույթը ենթարկվում է էլեկտրոլիզի։

2. վերականգնում իր օքսիդներից սիլիցիումով էլեկտրական վառարաններում:

Դիմում

Մանգան օգտագործվում է.

1. լեգիրված պողպատների արտադրության մեջ. Մինչև 15% մանգան պարունակող մանգանային պողպատն ունի բարձր կարծրություն և ամրություն:

2. մանգանը մագնեզիումի վրա հիմնված մի շարք համաձուլվածքների մի մասն է. դա մեծացնում է նրանց դիմադրությունը կոռոզիայից:

Մագրանցի օքսիդներ

Մանգանը ձևավորում է չորս պարզ օքսիդներ. MNO, Mn2O3, MnO2Եվ Mn2O7և խառը օքսիդ Mn3O4. Առաջին երկու օքսիդներն ունեն հիմնական հատկություններ՝ մանգանի երկօքսիդ MnO2ամֆոտերիկ, իսկ ավելի բարձր օքսիդ Mn2O7պերմանգանաթթվի անհիդրիդ է HMnO 4. Հայտնի են նաև մանգանի (IV) ածանցյալները, սակայն համապատասխան օքսիդը MnO3չի ստացվել.

Մանգան (II) միացություններ

+2 օքսիդացման վիճակներ համապատասխանում են մանգանի (II) օքսիդին MNO, մանգանի հիդրօքսիդ Mn(OH) 2 և մանգանի (II) աղեր:

Մանգանի (II) օքսիդը ստացվում է կանաչ փոշու տեսքով՝ մանգանի այլ օքսիդները ջրածնով վերականգնելով.

MnO 2 + H 2 \u003d MnO + H 2 O

կամ առանց օդային մուտքի մանգանի օքսալատի կամ կարբոնատի ջերմային տարրալուծման ժամանակ.

MnC 2 O 4 \u003d MnO + CO + CO 2 MnCO 3 \u003d MnO + CO 2

Մանգանի (II) աղերի լուծույթների վրա ալկալիների ազդեցության տակ նստում է մանգանի հիդրօքսիդի Mn (OH) 2 սպիտակ նստվածքը.

MnCl 2 + NaOH = Mn(OH) 2 + 2NaCl

Օդում այն ​​արագ մթնում է՝ օքսիդանալով շագանակագույն մանգանի (IV) հիդրօքսիդի Mn (OH) 4:

2Mn(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 2 Mn(OH) 4

Մանգանի օքսիդը և հիդրօքսիդը (II) ցուցադրում են հիմնային հատկություններ, որոնք հեշտությամբ լուծվում են թթուներում.

Mn(OH)2 + 2HCl = MnCl 2 + 2H 2 O

Մանգանով (II) աղերը ձևավորվում են նոսր թթուներում մանգանը լուծելով.

Mn + H 2 SO 4 \u003d MnSO 4 + H 2- երբ տաքացվում է

կամ թթուների ազդեցությամբ մանգանի տարբեր միացությունների վրա, օրինակ.

MnO 2 + 4HCl \u003d MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

Պինդ վիճակում մանգանի (II) աղերը վարդագույն են, այդ աղերի լուծույթները գրեթե անգույն են։

Օքսիդացնող նյութերի հետ փոխազդեցության ժամանակ մանգանի (II) բոլոր միացությունները ցուցաբերում են վերականգնող հատկություններ։

Մանգան (IV) միացություններ

Մանգանի (IV) ամենակայուն միացությունը մուգ շագանակագույն մանգանի երկօքսիդն է MnO2. Այն հեշտությամբ ձևավորվում է ինչպես մանգանի ստորին, այնպես էլ ավելի բարձր միացությունների օքսիդացման ժամանակ:

MnO2- ամֆոտերային օքսիդ, բայց և՛ թթվային, և՛ հիմնային հատկությունները շատ թույլ են արտահայտված դրանում։

Թթվային միջավայրում մանգանի երկօքսիդը ուժեղ օքսիդացնող նյութ է: Խտացված թթուներով տաքացնելիս տեղի են ունենում հետևյալ ռեակցիաները.

2MnO 2 + 2H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + O 2 + 2H 2 O MnO 2 + 4HCl \u003d MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

Ընդ որում, առաջին փուլում, երկրորդ ռեակցիայի ժամանակ, սկզբում ձևավորվում է անկայուն մանգանի (IV) քլորիդ, որը հետո քայքայվում է.

MnCl 4 \u003d MnCl 2 + Cl 2

Երբ միաձուլված է MnO2ալկալիներով կամ հիմնական օքսիդներով ստացվում են մանգանիտներ, օրինակ.

MnO 2 + 2KOH \u003d K 2 MnO 3 + H 2 O

Շփվելիս MnO2խտացված ծծմբաթթվով առաջանում է մանգանի սուլֆատ MnSO 4և թթվածինը ազատվում է

2Mn(OH) 4 + 2H2SO 4 = 2MnSO 4 + O 2 + 6H 2 O

Փոխազդեցություն MnO2ավելի ուժեղ օքսիդացնող նյութերով հանգեցնում է մանգանի (VI) և (VII) միացությունների ձևավորմանը, օրինակ, կալիումի քլորատի հետ միաձուլվելիս ձևավորվում է կալիումի մանգանատ.

3MnO 2 + KClO 3 + 6KOH = 3K2MnO 4 + KCl + 3H 2 O

իսկ պոլոնիումի երկօքսիդի ազդեցության տակ ազոտական ​​թթվի առկայության դեպքում՝ մանգանաթթու.

2MnO 2 + 3PoO 2 + 6HNO 3 = 2HMnO 4 + 3Po(NO 3) 2 + 2H 2 O

MnO 2-ի կիրառումը

Որպես օքսիդացնող նյութ MnO2օգտագործվում է աղաթթվից քլորի արտադրության և չոր գալվանական բջիջներում:

Մանգան (VI) և (VII) միացություններ

Երբ մանգանի երկօքսիդը միաձուլվում է կալիումի կարբոնատի և նիտրատի հետ, ստացվում է կանաչ համաձուլվածք, որից կարելի է առանձնացնել կալիումի մանգանատի մուգ կանաչ բյուրեղները։ K2MnO4- շատ անկայուն պերմանգանական թթվի աղեր H2MnO4:

MnO 2 + KNO 3 + K 2 CO 3 = K 2 MnO 4 + KNO 2 + CO 2

ջրային լուծույթում մանգանատները ինքնաբերաբար վերածվում են պերմանգանաթթվի HMnO4 (պերմանգանատների) աղերի՝ մանգանի երկօքսիդի միաժամանակյա ձևավորմամբ.

3K 2 MnO 4 + H 2 O = 2KMnO 4 + MnO 2 + 4KOH

այս դեպքում լուծույթի գույնը կանաչից փոխվում է մուգ կարմիրի և առաջանում է մուգ շագանակագույն նստվածք։ Ալկալիների առկայության դեպքում մանգանատները կայուն են, թթվային միջավայրում մանգանատի անցումը պերմանգանատի շատ արագ է տեղի ունենում:

Մանգանատի լուծույթի վրա ուժեղ օքսիդացնող նյութերի (օրինակ՝ քլորի) ազդեցության տակ վերջինս ամբողջությամբ վերածվում է պերմանգանատի.

2K 2 MnO 4 + Cl 2 = 2KMnO 4 + 2KCl

Կալիումի պերմանգանատ KMnO 4- պերմանգանաթթվի ամենահայտնի աղը: Այն մուգ մանուշակագույն բյուրեղ է, չափավոր լուծելի ջրում:Ինչպես մանգանի բոլոր միացությունները (VII), կալիումի պերմանգանատը ուժեղ օքսիդացնող նյութ է: Այն հեշտությամբ օքսիդացնում է բազմաթիվ օրգանական նյութեր, երկաթի (II) աղերը փոխակերպում է երկաթի (III) աղերի, ծծմբաթթուն օքսիդացնում է ծծմբաթթվի, աղաթթվից քլոր է ազատում և այլն։

Redox ռեակցիաներում KMnO 4(եւ նա MnO4-) կարող է վերականգնվել տարբեր աստիճաններով: Կախված միջավայրի pH-ից, վերականգնող արտադրանքը կարող է լինել իոն Mn2+(թթվային միջավայրում), MnO2(չեզոք կամ թեթևակի ալկալային միջավայրում) կամ իոն MnO4 2-(ուժեղ ալկալային միջավայրում), օրինակ.

KMnO4 + KNO 2 + KOH = K 2 MnO 4 + KNO 3 + H 2 O- բարձր ալկալային միջավայրում 2KMnO 4 + 3KNO 2 + H 2 O = 2MnO 2 + 3KNO 3 + 2KOH- չեզոք կամ թեթևակի ալկալային 2KMnO 4 + 5KNO 2 + 3H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 5KNO 3 + 3H 2 O- թթվային միջավայրում

Չոր ձևով տաքացնելիս կալիումի պերմանգանատը արդեն մոտ 200 o C ջերմաստիճանում քայքայվում է ըստ հավասարման.

2KMnO 4 \u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

Համապատասխան պերմանգանատներին՝ ազատ պերմանգանաթթու HMnO 4անջուր վիճակում չի ստացվել և հայտնի է միայն լուծույթով։ Դրա լուծույթի կոնցենտրացիան կարող է հասնել մինչև 20%: HMnO 4- շատ ուժեղ թթու, որն ամբողջությամբ տարանջատվում է իոնների ջրային լուծույթում:

Մանգանի օքսիդ (VII) կամ մանգան անհիդրիդ, Mn2O7կարելի է ձեռք բերել կալիումի պերմանգանատի վրա կենտրոնացված ծծմբաթթվի ազդեցությամբ. 2KMnO 4 + H 2 SO 4 \u003d Mn 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

Մանգան անհիդրիդը կանաչավուն շագանակագույն յուղոտ հեղուկ է։ Այն շատ անկայուն է. երբ տաքացվում է կամ շփվում է այրվող նյութերի հետ, պայթյունից քայքայվում է մանգանի երկօքսիդի և թթվածնի:

Որպես էներգետիկ օքսիդացնող նյութ, կալիումի պերմանգանատը լայնորեն օգտագործվում է քիմիական լաբորատորիաներում և արդյունաբերություններում, այն նաև ծառայում է որպես ախտահանիչ: Կալիումի պերմանգանատի ջերմային տարրալուծման ռեակցիան օգտագործվում է լաբորատորիայում՝ թթվածին արտադրելու համար:

] այն մեկնաբանեց որպես 0-0 անցումային գոտի՝ կապված մոլեկուլի հիմնական վիճակի հետ։ Նա նույն էլեկտրոնային անցմանը վերագրեց ավելի թույլ տիրույթները՝ 620 նմ (0-1) և 520 նմ (1-0): Նևինը [42NEV, 45NEV] կատարեց 568 և 620 նմ (5677 և 6237 Å) ժապավենների պտտվող և նուրբ կառուցվածքի վերլուծություն և որոշեց 7 Π - 7 Σ էլեկտրոնային անցման տեսակը։ Ավելի ուշ աշխատանքները [48NEV/DOY, 52NEV/CON, 57HAY/MCC] վերլուծեցին MnH-ի և MnD-ի 7 Π - 7 Σ (A 7 Π - X 7 Σ +) անցման ևս մի քանի գոտիների պտտվող և նուրբ կառուցվածքը:

Բարձր լուծաչափի լազերային սպեկտրոսկոպիայի մեթոդները հնարավորություն են տվել վերլուծել A 7 Π - X 7 Σ + գծերի հիպերմանր կառուցվածքը 55 Mn մանգանի իզոտոպում միջուկային սպինի առկայության պատճառով (I=2,5): ) և պրոտոն 1 H (I=1/2) [90VAR/FIE, 91VAR/FIE, 92VAR/GRA, 2007GEN/STE]:

Մոտ IR և մանուշակագույն սպեկտրային շրջաններում MnH և MnD մի քանի գոտիների պտտվող և նուրբ կառուցվածքը վերլուծվել է [88BAL, 90BAL/LAU, 92BAL/LIN]: Պարզվել է, որ շերտերը պատկանում են չորս հնգյակի անցումներին՝ ընդհանուր ստորին էլեկտրոնային վիճակով. b 5 Π i - a 5 Σ + , c 5 Σ + - a 5 Σ + , d 5 Π i - a 5 Σ + և e 5 Σ + - a 5 Σ + .

Աշխատանքներում ստացվել է MnH-ի և MnD-ի վիբրացիոն-պտտման սպեկտրը։ Կատարվում է թրթռումային անցումների (1-0), (2-1), (3-2) պտտվող և նուրբ կառուցվածքի վերլուծությունը վերգետնյա էլեկտրոնային X 7 Σ + վիճակում։

MnH-ի և MnD-ի սպեկտրները ցածր ջերմաստիճանի մատրիցում ուսումնասիրվել են [78VAN/DEV, 86VAN/GAR, 86VAN/GAR2, 2003WAN/AND]-ում: MnH-ի և MnD-ի թրթռման հաճախականությունները պինդ արգոնում [78VAN/DEV, 2003WAN/AND], նեոնի և ջրածնի [2003WAN/AND] մոտ են ΔG 1/2-ին գազային փուլում: Մատրիցային հերթափոխի արժեքը (առավելագույնը արգոնում MnH-ի համար ~ 11 սմ–1) բնորոշ է կապի համեմատաբար իոնային բնույթ ունեցող մոլեկուլների համար։

[78VAN/DEV]-ում ստացված էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանսային սպեկտրը հաստատեց 7 Σ հիմնական վիճակի համաչափությունը։ [78VAN/DEV]-ում ստացված հիպերնուրբ կառուցվածքի պարամետրերը ճշգրտվել են [86VAN/GAR, 86VAN/GAR2]-ում՝ վերլուծելով էլեկտրոն-միջուկային կրկնակի ռեզոնանսային սպեկտրը:

MnH - և MnD - անիոնների ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրը ստացվել է [83STE/FEI]-ում: Սպեկտրը բացահայտեց անցումներ ինչպես դեպի չեզոք մոլեկուլի հիմնական վիճակ, այնպես էլ T 0 = 1725±50 սմ -1 և 11320±220 սմ -1 էներգիաներով գրգռված: Առաջին գրգռված վիճակի համար դիտվել է վիբրացիոն առաջընթաց v = 0-ից դեպի v = 3, թրթռման հաստատուններ w e = 1720±55 սմ -1 և w e x e = 70±25 սմ -1: Հուզված վիճակների համաչափությունը որոշված ​​չէ, միայն տեսական հասկացությունների հիման վրա արվել են ենթադրություններ [83STE/FEI, 87MIL/FEI]: Հետագայում էլեկտրոնային սպեկտրից ստացված տվյալները [88BAL, 90BAL/LAU] և տեսական հաշվարկի արդյունքները [89LAN/BAU] միանշանակ ցույց տվեցին, որ ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրում գրգռված վիճակները 5 Σ + և b 5 Π i են:

MnH-ի նախնական հաշվարկները կատարվել են տարբեր մեթոդներով [73BAG/SCH, 75BLI/KUN, 81DAS, 83WAL/BAU, 86CHO/LAN, 89LAN/BAU, 96FUJ/IWA, 2003WAN/AND, 2004, RINT, 2004 2006FUR/ PER, 2006KOS/MAT]: Բոլոր աշխատանքներում ստացվել են հիմնական վիճակի պարամետրերը, որոնք, հեղինակների կարծիքով, լավ համընկնում են փորձարարական տվյալների հետ։

Ջերմոդինամիկական ֆունկցիաների հաշվարկում ներառվել են հետևյալը. ա) հիմնային վիճակ X 7 Σ +; բ) փորձնականորեն դիտարկված գրգռված վիճակներ. գ) նշում է d 5 Δ և B 7 Σ +, որը հաշվարկված է [89LAN/BAU]-ում; դ) սինթետիկ (գնահատված) վիճակներ՝ հաշվի առնելով մոլեկուլի այլ կապված վիճակները մինչև 40000 սմ -1:

MnH-ի և MnD-ի թրթռման հիմնական վիճակի հաստատունները ստացվել են [52NEV/CON, 57HAY/MCC]-ում և շատ բարձր ճշգրտությամբ [89URB/JON, 91URB/JON, 2005GOR/APP]-ում: Աղյուսակում. Mn.4 արժեքները [2005GOR/APP]-ից են:

Հիմնական վիճակի պտտման հաստատունները MnH և MnD ստացվել են [42NEV, 45NEV, 48NEV/DOY, 52NEV/CON, 57HAY/MCC, 74PAC, 75KOV/PAC, 89URB/JON, 91URB/JON, 91URB/JON, 91URB/JON, 92VAR200 2007GEN /STE]: B0 արժեքների տարբերությունները գտնվում են 0,001 սմ-1-ի սահմաններում, Եղեք 0,002 սմ-1-ի սահմաններում: Դրանք պայմանավորված են տարբեր չափումների ճշգրտությամբ և տվյալների մշակման տարբեր մեթոդներով: Աղյուսակում. Mn.4 արժեքները [2005GOR/APP]-ից են:

Դիտարկված գրգռված վիճակների էներգիաները ստացվում են հետևյալ կերպ. 5 Σ + վիճակի համար ընդունված է T 0 արժեքը [83STE/FEI]-ից (տես վերևում): Աղյուսակում ներկայացված այլ հնգյակի պետությունների համար: Mn.4-ն այն էներգիաներն են, որոնք ստացվում են՝ ավելացնելով T 0 a 5 Σ + T = 9429,973 սմ -1 և T = 11839,62 սմ -1 [90BAL/LAU], T 0 = 20880,56 սմ -1 և T 0 = արժեքները: 22331.25 սմ -1 [92BAL/LIN]: Պետության համար Ա 7 Π-ը ցույց է տալիս Te-ի արժեքը [84HUG/GER]-ից:

Պետական ​​էներգիա դ[89LAN/BAU]-ում հաշվարկված 5 D-ը կրճատվում է 2000 սմ -1-ով, ինչը համապատասխանում է վիճակի փորձարարական և հաշվարկված էներգիայի տարբերությանը: բ 5 Պ i. B 7 Σ + էներգիան գնահատվում է փորձնական էներգիային ավելացնելով Ա 7 Պ այս վիճակների էներգիայի տարբերությունները պոտենցիալ կորերի գրաֆիկի վրա [89LAN/BAU]:

MnH-ի գրգռված վիճակների թրթռման և պտտման հաստատունները թերմոդինամիկական ֆունկցիաների հաշվարկներում չեն օգտագործվել և որպես հղում տրված են Աղյուսակ Mn.4-ում: Վիբրացիոն հաստատունները տրված են ըստ [ 83STE/FEI ] (a 5 Σ +), [ 90BAL/LAU ] ( գ 5 Σ +), [ 92BAL/LIN ] ( դ 5 Պ i, ե 5 Σ +), [ 84 HUG/HER ] ( Ա 7ա): Պտտման հաստատունները տրված են համաձայն [90BAL/LAU] ( բ 5 Պ i, գ 5 Σ +), [92BAL/LIN] (a 5 Σ +, դ 5 Պ i, ե 5 Σ +), [92VAR/GRA ] ( Բ 0 և Դ 0 Ա 7 Π) և [84HUG/GER] (a 1 Ա 7ա):

Mn + H - իոնային մոդելը օգտագործվել է չդիտարկվող էլեկտրոնային վիճակների էներգիաները գնահատելու համար: Մոդելի համաձայն, 20000 սմ -1-ից ցածր մոլեկուլը չունի այլ վիճակներ, քան արդեն հաշվի առնվածները, այսինքն. այն վիճակները, որոնք նկատվել են փորձի ժամանակ և/կամ ստացվել են հաշվարկում [89LAN/BAU]: 20000 սմ -1-ից բարձր մոդելը կանխատեսում է մեծ թվով լրացուցիչ էլեկտրոնային վիճակներ, որոնք պատկանում են երեք իոնային կոնֆիգուրացիաներին. . Այս պետությունները լավ համեմատվում են [2006KOS/MAT]-ում հաշվարկված վիճակների հետ: Մոդելից գնահատված վիճակի էներգիաները որոշ չափով ավելի ճշգրիտ են, քանի որ դրանք հաշվի են առնում փորձարարական տվյալները: 20000 սմ-1-ից բարձր գնահատված վիճակների մեծ քանակի պատճառով դրանք միավորվում են սինթետիկ վիճակների մեջ մի քանի էներգետիկ մակարդակներում (տես Աղյուսակ Mn.4-ի նշումը):

MnH(g)-ի թերմոդինամիկական ֆունկցիաները հաշվարկվել են (1.3) - (1.6), (1.9), (1.10), (1.93) - (1.95) հավասարումների միջոցով: Արժեքներ Q ներքև դրա ածանցյալները հաշվարկվել են (1.90) - (1.92) հավասարումներով՝ հաշվի առնելով տասնչորս գրգռված վիճակներ այն ենթադրությամբ, որ Ք no.vr ( ես) = (p i / p X)Q no.vr ( X) . X 7 Σ + վիճակի թրթռումային-պտտման բաժանման ֆունկցիան և դրա ածանցյալները հաշվարկվել են՝ օգտագործելով (1.70) - (1.75) հավասարումները էներգիայի մակարդակների վրա ուղղակի գումարման միջոցով: Հաշվարկները հաշվի են առել բոլոր էներգիայի մակարդակները արժեքներով Ջ< J max,v, որտեղ Ջ max ,v-ը գտնվել է պայմաններից (1.81): X 7 Σ + վիճակի թրթռումային-պտտվող մակարդակները հաշվարկվել են՝ օգտագործելով (1.65) հավասարումները, գործակիցների արժեքները: Յ kl-ն այս հավասարումներում հաշվարկվել է հարաբերություններով (1.66) իզոտոպային փոփոխության համար, որը համապատասխանում է Աղյուսակում տրված 55 Mn1H մոլեկուլային հաստատուններից ջրածնի իզոտոպների բնական խառնուրդին: Mn.4. Գործակիցների արժեքները Յ kl , ինչպես նաև քանակները vառավելագույնը և Ջ lim-ը տրված է Աղյուսակում: Mn.5.

Հաշվարկված թերմոդինամիկական ֆունկցիաներում MnH(g) հիմնական սխալները պայմանավորված են հաշվարկման մեթոդով: Ֆº-ի արժեքների սխալներ Տ) ժամը T= 298.15, 1000, 3000 և 6000 Կ գնահատվում են համապատասխանաբար 0.16, 0.4, 1.1 և 2.3 J× K -1 × մոլ -1:

MnH(r)-ի թերմոդինամիկական ֆունկցիաները նախկինում հաշվարկվել են առանց [74SCH]-ում մինչև 5000 Կ գրգռված վիճակները հաշվի առնելու և [74SCH]-ում մինչև 6000 Կ գրգռված վիճակները հաշվի առնելու:

Դ° 0 (MnH) = 140 ± 15 կՋ × մոլ -1 = 11700 ± 1250 սմ -1:

Մանգանում ջրածնի լուծելիության առաջին համակարգված ուսումնասիրությունները պատկանում են Լուկեմեյեր-Հասսեին և Շենկին։ Նրանք ցույց են տվել, որ լուծելիության փոփոխությունն ուղեկցվում է α⇔β փոխակերպմամբ։ Քանի որ նրանք փորձարկում էին առևտրային կարգի մանգանով, թերևս զարմանալի չէ, որ դրանց արդյունքները չեն համընկնում այն ​​քանակական արժեքների հետ, որոնք հայտնաբերվել են ավելի ուշ բարձր մաքրության մանգանով կատարված աշխատանքում:
Մանրամասն հետազոտություններ 20-ից 1300° ջերմաստիճանի միջակայքում իրականացվել են Sieverts-ի և Moritz-ի կողմից մանգանի թորման, ինչպես նաև Փոթերի և Լուկենսի կողմից էլեկտրոլիտային թորած մանգանի վրա: Երկու դեպքում էլ տարբեր ջերմաստիճաններում չափվել է ջրածնի ճնշումը, որը հավասարակշռության մեջ է եղել նախապես ամբողջովին գազազերծված մետաղի հետ։
Երկու աշխատանքներում էլ շատ նման արդյունքներ են ստացվել։ Նկ. 79-ը ցույց է տալիս Sieverts-ի և Moritz-ի տվյալները 100 գ մանգանով կլանված ջրածնի ծավալի վերաբերյալ 20-ից մինչև 1300° ջերմաստիճանի միջակայքում մաքուր մանգանի երկու նմուշների տաքացման և հովացման ժամանակ:

Ջրածնի լուծելիությունը մանգանի α-մոդիֆիկացիայի մեջ սկզբում նվազում է, ապա մեծանում ջերմաստիճանի բարձրացման հետ։ Ջրածնի լուծելիությունը β-մանգանում նկատելիորեն ավելի բարձր է, քան α-մանգանում, հետևաբար, β→α-վերափոխումը ուղեկցվում է ջրածնի կլանման նկատելի աճով։ β-մանգանում լուծելիությունը մեծանում է ջերմաստիճանի հետ։
β→γ փոխակերպումն ուղեկցվում է նաև ջրածնի լուծելիության բարձրացմամբ, որը γ-մանգանում, ինչպես նաև β-մանգանում, ջերմաստիճանի հետ մեծանում է։ Փոխակերպումն ուղեկցվում է լուծելիության նվազմամբ։ Ջրածնի լուծելիությունը δ-մանգանում մեծանում է մինչև հալման կետը, և ջրածնի լուծելիությունը հեղուկ մանգանում նկատելիորեն ավելի բարձր է, քան նրա լուծելիությունը պինդ վիճակում մանգանի ցանկացած փոփոխության դեպքում:
Այսպիսով, մանգանի տարբեր ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներում ջրածնի լուծելիության փոփոխությունը թույլ է տալիս մշակել ալոտրոպ փոխակերպումների ջերմաստիճանների, ինչպես նաև դրանց հիստերեզի տարբեր տաքացման և հովացման արագություններով ուսումնասիրելու պարզ և էլեգանտ մեթոդ:
Փոթերի և Լուկենսի արդյունքները, ընդհանուր առմամբ, շատ մոտ են Sieverts-ի և Moritz-ի արդյունքներին, ինչպես երևում է Աղյուսակի տվյալներից: 47. Արդյունքների կոնվերգենցիան շատ լավ է, բացառությամբ α-փուլում լուծելիության փոփոխության ջերմաստիճանի սենյակային ջերմաստիճանից մինչև 500 °. և Լուկենսը։ Այս անհամապատասխանության պատճառը պարզ չէ։

Փոթերը և Լուկենսը պարզել են, որ հաստատուն ջերմաստիճանում ջրածնի (V) լուծելիությունը փոխվում է ճնշման հետ (P)՝ ըստ կախվածության.

որտեղ K-ն հաստատուն է:
Ոչ մի հետազոտող չի հայտնաբերել մանգանի հիդրիդներ:
Ջրածնի պարունակությունը էլեկտրոլիտային մանգանում: Քանի որ էլեկտրական նստվածքի ժամանակ ջրածինը կուտակվում է կաթոդի վրա, զարմանալի չէ, որ այդպիսով ստացված մետաղը պետք է պարունակի ջրածին:
Էլեկտրոլիտային մանգանի ջրածնի պարունակությունը և դրա հեռացման հետ կապված հարցերն ուսումնասիրվել են Փոթերի, Հեյսի և Լուկենսի կողմից։ Մենք ուսումնասիրել ենք արդյունաբերական մաքրության սովորական էլեկտրոլիտիկ մանգան, որը նախկինում երեք ամիս պահել են սենյակային ջերմաստիճանում։
Ջրածնի ազատված (ազատված) ծավալի չափումները կատարվել են մինչև 1300° ջերմաստիճանում; արդյունքները ներկայացված են նկ. 80.
Երբ տաքացվում է մինչև 200°, շատ քիչ գազ է արտանետվում, բայց արդեն 300°-ում շատ զգալի ծավալ է բաց թողնվում: 400°-ում մի փոքր ավելի է արձակվում, սակայն հետագա տաքացման ժամանակ ազատված ջրածնի քանակությունը փոքր-ինչ փոխվում է, բացառությամբ այն դեպքերի, երբ լուծելիությունը փոխվում է մանգանի ալոտրոպային փոխակերպումների պատճառով։
Պարզվել է, որ մանգանը պարունակում է մոտավորապես 250 սմ3 ջրածին 100 գ մետաղի դիմաց։ Երբ նորմալ ճնշման տակ օդում 1 ժամ տաքացվում է մինչև 400°, հեռացվում է այն քանակի 97%-ը, որը կարելի է հեռացնել: Ինչպես և սպասվում էր, քանի որ արտաքին ճնշումը նվազում է, նույն քանակությամբ ջրածնի հեռացման համար պահանջվում է ավելի կարճ տաքացման ժամանակ:
Ենթադրվում է, որ մանգանում առկա ջրածինը ձևավորում է գերհագեցած միջանկյալ պինդ լուծույթ: Ջրածնի ազդեցությունը α-մանգանի վանդակավոր պարամետրերի վրա ուսումնասիրվել է Փոթերի և Գուբերի կողմից; նկատվում է վանդակաճաղի որոշակի ընդլայնում (բարձրացում) (Աղյուսակ 48), որը կազմում է 0,0003% 1 սմ3 ջրածնի դեպքում 100 գ մետաղի դիմաց։
Ջրածինը հեռացնելու համար ջեռուցումն առաջացնում է ցանցի սեղմում (նվազում) (Աղյուսակ 49):

Ջրածնի բարձր պարունակությամբ նմուշների վրա վանդակավոր պարամետրերի ճշգրիտ չափումները շատ դժվար են, քանի որ ստացվում է լղոզված դիֆրակցիոն օրինաչափություն: Փոթերը և Հյուբերը դա կապում են մետաղի մեջ գազի անհամասեռ բաշխման հետ: Այս մշուշոտությունը չի աճում ջրածնի պարունակության ավելացման հետ և նույնիսկ որոշ չափով նվազում է ջրածնի բարձր պարունակության դեպքում: Հաստատվել է, որ էլեկտրոլիտիկ մանգան հնարավոր չէ ստանալ 100 գ-ում 615 սմ3-ից ավելի ջրածնի պարունակությամբ, որը համապատասխանում է α-մանգանի մեկ բջջում ջրածնի երկու ատոմի։ Մետաղում ջրածնի միատեսակ բաշխմամբ կարելի է ակնկալել տարրական ցանցերի աղավաղման հավասար աստիճան, իսկ դիֆրակցիոն օրինաչափությունը պետք է պարունակի հստակ գծեր: