هيبومنجنات

في الكيمياء ، يُعرف الهيبومنجنات ، ويسمى أيضًا المنجنات (V) أو رباعي أكسيد المنجنات (3−) ، بأنه أنيون ثلاثي التكافؤ ( أيون سالب ) يتكون من المنجنيز والأكسجين ، وله الصيغة MnO ³⁻ ₄ .

تكون مركبات الهيبومنجنيت عادةً زرقاء زاهية. ^{[ 1 ] [ 2 ]} هيبومنجنات البوتاسيوم K₃ MnOالملح _{رقم 4} هو الأكثر شهرة، ولكنهيبومنجنات الصوديومNa₃ MnO₄ ،هيبومنجنات الباريومBa₃ (MnO₄ )₂ ، وملح البوتاسيوم والباريوم المختلطKBaMnOيُعرف أيضًا بالرقم ^4. _[ ^{3 ] يمكن} للأنيون أن يحل محل ^{الفوسفات PO3−4} فيالمتغيراتالاصطناعية للمعادنالأباتيت _[ ^{4 ] [ 5 ]} والبراونميلريت. ^{[ 6} ]

تم الإبلاغ عن أيون المنجنات (V) لأول مرة في عام 1946 من قبل هيرمان لوكس، الذي قام بتخليق هيبومنجنات الصوديوم الأزرق الداكن عن طريق تفاعل أكسيد الصوديوم Na₂ Oوثانيأكسيد المنغنيزMnO₂ فينتريت الصوديومNaNO_٢ عند ٥٠٠ درجة مئوية. ^{[ ٧ ] [ ٣ ]} كما قام بتبلور الملح منمحاليلهيدروكسيد الصوديومالعشاري المائيNa₃ MnO₄ ·10H₂ O.

المنجنات (V) هو أنيون أكسجيني رباعي السطوح يشبه بنيوياً الكبريتات والمنجنيتات والبرمنجنات. وكما هو متوقع لمركب رباعي السطوح ذي تكوين ad ² ، فإن الأنيون له حالة أرضية ثلاثية . ^{[ 3 ]}

الأنيون عبارة عن نوع أزرق ساطع ^{[ 1 ] ذو} امتصاص مرئي أقصى عند الطول الموجي λ _max ⁼  670  نانومتر ( ε = 900  دسم³ ^مول⁻¹ سم⁻¹ ⁾ . ^{[ 8 ] [ 9} ]

إن هيبومنجنات غير مستقر تجاه عدم التناسب إلى منجنات (VI) وثاني أكسيد المنغنيز : ^{[ 10 ] [ 1 ]} الجهود الكهربائية المقدرة عند الرقم الهيدروجيني  14 هي: ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

MnO ²⁻ ₄ + e ⁻ ⇌ MnO ³⁻ ₄ E = +0.27 V   

MnO ³⁻ ₄ + e ⁻ + 2 H ₂ O ⇌ MnO ₂ + 4 OH ⁻ E = +0.96 V   

ومع ذلك، يكون التفاعل بطيئًا في المحاليل شديدة القلوية (بتركيز أيونات الهيدروكسيد ^أعلى من 5-10 مول / لتر ). ^{[ 1 ] [ 7 ]}

يُعتقد أن تفاعل عدم التناسب يمر عبر وسيط بروتوني، [13] حيث يُقدَّر ثابت تفكك الحمض للتفاعل HMnO₂⁻ ⇌ MnO₃⁻ + H⁺ ^{بقيمة pKa =} 13.7 ± 0.2 . _[ ¹⁴ ] ^ومع _ذلك ، فقد _تم بلورة K₃MnO₄ ^{مع Ca₂Cl (} PO₄ ) ₂ _، مما _{سمح بدراسة طيف} الأشعة فوق ^{البنفسجية} المرئية لأيون الهيبومنجنات. ^{[ 10 ] [ 15 ]}   

يمكن تحضير هيبومنجنات عن طريق الاختزال الدقيق للمنجنات باستخدام الكبريتيت ، ^{[ 1 ]} أو بيروكسيد الهيدروجين ^{[ 16 ]} أو المانديلات . ^{[ 9 ]}

يمكن تحضير هيبومنجنات أيضًا بطريقة الحالة الصلبة تحت تدفق الأكسجين عند درجة _حرارة تقارب 1000 درجة مئوية. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} كما يمكن تحضيرها عبر طرق درجات الحرارة المنخفضة مثل التخليق الحراري المائي أو النمو بالتدفق. ^{[ 3 ]} ويتم إنتاجها بإذابة ثاني أكسيد المنغنيز في نتريت الصوديوم المنصهر . ^{[ 17 ]}

فلوريد فانادات السترونتيوم Sr₅ (VO₄ )تمت دراسة _{مركب 3F} ، الذي تمفيه استبدال بعضالفانادات ^{بالهيبومنجنات، لاستخدامه المحتمل في ليزرات الأشعة تحت الحمراء القريبة. [ 18 ]}

ملح الباريوم Ba₃ (MnO₄ )₂ له خصائص مغناطيسية مثيرة للاهتمام. ^{[ 19 ]}

نظرياً، سيكون الهيبومنجنات هو القاعدة المرافقة لحمض الهيبومنجنيك H₃ MnO_4. لا يمكن تكوين هذا الحمض بسبب عدم تناسبه السريع، ولكنتم تقديرثابت تفكك الحمضتقنياتالتحليل الإشعاعي النبضي ^{: [ 14 ]}

HMnO ²⁻ ₄ ⇌ MnO ³⁻ ₄ + H ⁺ p Ka ₌ 13.7 ± 0.2   

يُعتقد أن الإسترات الحلقية لحمض الهيبومنجنيك هي وسائط في أكسدة الألكينات بواسطة البرمنجنات . ^{[ 9 ]}

• ديمنجانيت ، منجنات (III) أنيون Mn₂ O ⁶⁻ ₆
• المنغنيت أو المنغنيت (VI)، MnO ²⁻ ₄
• برمنجنات أو منجنات (السابع)، MnO ^- ₄