أكسيد المنغنيز (III)

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

أكسيد المنغنيز (III) هو مركب كيميائي صيغته Mn 2 O 3. يوجد في الطبيعة على شكل معدن البكسبيت (الذي تم تغيير اسمه مؤخرًا إلى بكسبيت-(Mn) [ 3 ] [ 4 ] ) ويستخدم في إنتاج الفريتات والمقاومات الحرارية .

التحضير والكيمياء

يؤدي تسخين ثاني أكسيد المنغنيز (MnO₂ ) في الهواء عند درجة حرارة أقل من 800  درجة مئوية إلى إنتاج أكسيد المنغنيز الثلاثي (α-Mn₂O₃ ) ( بينما تؤدي درجات الحرارة الأعلى إلى إنتاج أكسيد المنغنيز الثلاثي (Mn₃O₄ ) ). [ 5 ] ويمكن إنتاج أكسيد المنغنيز الثلاثي ( γ- Mn₂O₃ ) عن طريق أكسدة هيدروكسيد المنغنيز الثنائي متبوعةً بنزع الماء منه . [ 5 ] وقد تم الإبلاغ عن العديد من طرق تحضير أكسيد المنغنيز الثلاثي النانوي البلوري ، على سبيل المثال، عمليات التخليق التي تتضمن أكسدة أملاح المنغنيز الثنائي أو اختزال ثاني أكسيد المنغنيز . [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

يتكون أكسيد المنغنيز (III) عن طريق تفاعل الأكسدة والاختزال في خلية قلوية:

2 MnO 2 + Zn → Mn 2 O 3 + ZnO

يجب عدم الخلط بين أكسيد المنغنيز (III) Mn₂O₃ وهيدروكسيد المنغنيز (III) MnOOH. على عكس Mn₂O₃ ، فإن MnOOH مركب يتحلل عند حوالي 300 درجة مئوية ليشكل MnO₂ . [ 9 ] 

بناء

يختلف أكسيد المنغنيز (Mn₂O₃ ) عن العديد من أكاسيد المعادن الانتقالية الأخرى في أنه لا يتخذ بنية الكوروندوم ( Al₂O₃ ) . [ 5 ] يُعرف عمومًا شكلان منه، هما α-Mn₂O₃ و γ - Mn₂O₃ ، [ 10 ] على الرغم من الإبلاغ أيضًا عن شكل آخر تحت ضغط عالٍ ذي بنية CaIrO₃ . [ 11 ]

يمتلك أكسيد المنغنيز الثلاثي α- Mn₂O₃ بنية البيكسبيت المكعبة ، وهي مثال على أكسيد ثلاثي من النوع C للعناصر الأرضية النادرة ( رمز بيرسون cI80، المجموعة الفراغية Ia 3 ، #206). وقد وُجد أن بنية البيكسبيت تستقر بوجود كميات ضئيلة من Fe³⁺. أما أكسيد المنغنيز الثلاثي النقي (Mn₂O₃ ) فيمتلك بنية معينية قائمة ( رمز بيرسون oP24، المجموعة الفراغية Pbca، #61). [ 12 ] ويخضع أكسيد المنغنيز الثلاثي α- Mn₂O₃ لانتقال مضاد للمغناطيسية عند 80 كلفن. [ 13 ]

يمتلك γ- Mn₂O₃ بنيةً مشابهةً لبنية الإسبينيل لـ Mn₃O₄ ، حيث تكون أيونات الأكسيد متراصةً بشكلٍ مكعب. وهذا يُشابه العلاقة بين γ - Fe₂O₃ و Fe₃O₄ . [ 10 ] يتميز γ - Mn₂O₃ بخاصية المغناطيسية الحديدية ، وتبلغ درجة حرارة نيل له 39 كلفن . [ 14 ]

يتخذ مركب ε- Mn₂O₃ بنية إلمنيت معينية الأوجه (وهو أول مركب ثنائي معروف بهذه البنية)، حيث تنقسم كاتيونات المنغنيز بالتساوي إلى حالتي أكسدة 2+ و4+. ويُعدّ ε-Mn₂O₃ مضادًا للمغناطيسية الحديدية ، وتبلغ درجة حرارة نيل له 210 كلفن . [ 15 ]

مراجع

  1. ^ تشاندران، كاليسيلفي؛ موروجيسان، راميش أرافيند؛ بلاجي، ريفاثي؛ أندروز، نيرمالا غريس؛ بيتشايموثو، سودهاغار؛ ناجاموثو رجا، كريشنا تشاندار (2020-07-03). "أقطاب نانوية α-Mn2O3 بلورية طويلة وطويلة: التوليف السهل وتطبيق التحفيز الضوئي" . المواد البحثية اكسبرس . 7 (7). نشر IOP: 074001. دوى : 10.1088/2053-1591/ab9fbd . ISSN 2053-1591 . S2CID 225561660 .  
  2. 1 2 زومدال، ستيفن س. (2009). المبادئ الكيميائية، الطبعة السادسة . شركة هوتون ميفلين. ص. A22. ISBN  978-0-618-94690-7.
  3. ↑ "Bixbyite-(Mn)" .
  4. ↑ IMA 21-H: إعادة تعريف البكسبيت وتعريف البكسبيت-(حديد) والبكسبيت-(منغنيز). نشرة CNMNC، 64، 2021؛ مجلة علم المعادن، 85، 2021.
  5. 1 2 3 غرينوود، نورمان ن .؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. ص 1049. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN   978-0-08-037941-8.
  6. ↑ شويجين لي؛ كايبين تانغ؛ تشن فانغ؛ تشيانغتشون ليو؛ هواغوي تشنغ (2006). "تحضير α-Mn₂O₃ و MnO من التحلل الحراري لـ MnCO₃ والتحكم في الشكل". رسائل المواد . 60 : 53. doi : 10.1016/j.matlet.2005.07.070 .
  7. ↑ تشونغ يونغ يوان؛ تي تشن رن؛ غاوهوي دو؛ باو ليان سو (2004). "تحضير سهل لقضبان نانوية أحادية البلورة من α-Mn₂O₃ عن طريق المعالجة الحرارية المائية للأمونيا لـ MnO₂ " . رسائل الفيزياء الكيميائية . 389 ( 1-3 ): 83. doi : 10.1016/j.cplett.2004.03.064 .
  8. ^ نافين شاندرا. سانجيف بهاسين؛ ميناكشي شارما؛ ديبتي بال (2007). "عملية درجة حرارة الغرفة لتصنيع جزيئات النانو Mn 2 O 3 وقضبان النانو γ-MnOOH". رسائل المواد . 61 (17): 3728. دوى : 10.1016/j.matlet.2006.12.024 .
  9. ↑ توماس كولر؛ توماس أرمبروستر؛ يوجين ليبويتزكي (1997). "الترابط الهيدروجيني وتشوه يان-تيلر في الجروتيت، α-MnOOH، والمنجنيت، γ-MnOOH، وعلاقتهما بثاني أكسيد المنغنيز رامسديليت وبيرولوسيت". مجلة كيمياء الحالة الصلبة . 133 (2): 486-500 . doi : 10.1006/jssc.1997.7516 .
  10. 1 2 ويلز إيه إف (1984) الكيمياء اللاعضوية البنيوية، الطبعة الخامسة، منشورات أكسفورد للعلوم، رقم ISBN 0-19-855370-6
  11. ↑ تحول طور الضغط العالي في Mn2O3 إلى طور من نوع CaIrO3 ، سانتيلان، ج.؛ شيم، س .الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي، اجتماع الخريف 2005، الملخص رقم MR23B-0050
  12. ↑ جيلر ، س. (1971). "بنية α-Mn₂O₃ ، و ( Mn₀.₉₈₃Fe₀.₀₁₇ ) ₂O₃ ، و ( Mn₀.₃₇Fe₀.₆₃ ) ₂O₃ وعلاقتها بالترتيب المغناطيسي". Acta Crystallogr B. 27 ( 4 ) : 821. doi : 10.1107 / S0567740871002966 .
  13. ↑ جيلر س. (1970). "التحولات المغناطيسية والبلورية في Mn2O3 المستبدل بـ Sc+ و Cr+ و Ga+". مجلة Physical Review B. 1 ( 9): 3763. doi : 10.1103/physrevb.1.3763 .
  14. ↑ كيم إس. إتش؛ تشوي بي. جيه؛ لي جي إتش؛ أوه إس جيه؛ كيم بي؛ تشوي إتش سي؛ بارك جيه؛ تشانغ واي. (2005). "المغناطيسية الحديدية في جسيمات أكسيد المنغنيز الثلاثي (γ-Mn₂O₃ ) النانوية " . مجلة الجمعية الفيزيائية الكورية . 46 (4): 941.
  15. ^ أوفسيانيكوف، سيرجي ف. تسيرلين، ألكسندر أ؛ كوروبينيكوف، إيغور ف.؛ موروزوفا، ناتاليا ف؛ أسلاندوكوفا، ألينا أ؛ شتاينل نيومان، جيرد. شاريتون، ستيلا؛ خاندارخاييفا، سايانا؛ جلازيرين، كونستانتين؛ فيلهلم، فابريس. روجاليف، أندريه؛ دوبروفينسكي ، ليونيد (2021-09-06). "تركيب نوع الإلمينيت ε-Mn 2 O 3 وخصائصه" . الكيمياء غير العضوية . 60 (17): 13348–13358 . دوى : 10.1021/acs.inorgchem.1c01666 . ISSN 0020-1669 . بميد 34415155 . S2CID 237242460 .