عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
25Mn

منغنيز

منغنيز عنصر كيميائي عدده الذري 25 ورمزه Mn. يقع في الدورة 4، المجموعة 7 ضمن القطاع d. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Ar] 3d5 4s2.

العدد الذري25
الكتلة الذرية القياسية54.938043(2)
المجموعة7
الدورة4
القطاعd
التوزيع الإلكتروني[Ar] 3d5 4s2
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

يؤثر امتلاء تحت المستوى d مباشرة في كيمياء منغنيز. تقارب طاقات إلكترونات s وd في الفلزات الانتقالية يسمح بعدة حالات أكسدة وتكوين معقدات تناسقية ونشاط حفزي متنوع.

التوزيع الإلكتروني لـمنغنيز هو [Ar] 3d5 4s2. عند فقد الإلكترونات أو إعادة ترتيبها في المركبات يتغير إشغال مدارات d، وهو ما ينعكس على اللون والمغناطيسية ونوع الروابط والتفاعلية.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

تشمل الأشكال الكيميائية المهمة لـمنغنيز الفلز والسبائك والأكاسيد والهاليدات والمعقدات التناسقية. تقارب طاقات إلكترونات s وd يسمح بعدة حالات أكسدة، ويمكن للربيطات أن تغير اللون والمغناطيسية والتفاعلية بوضوح.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 7.21 g/cm³. نقطة الانصهار هي 1 519 K (1 246 °C). نقطة الغليان هي 2 334 K (2 061 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد منغنيز وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر منغنيز في تطبيقات مرتبطة بـعلم الفلزات والصلب، بطاريات وعلم الأحياء. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

علم الفلزات والصلب

يُستخدم منغنيز في صناعة الحديد والصلب كعنصر سبائكي أو مساعد في التنقية أو جزء من الكيمياء التي تحول الخام إلى فلز.

بطاريات

يُستخدم منغنيز في بعض كيميائيات البطاريات كمادة قطب أو مكوّن نشط أو جزء من الإلكتروليت، بحسب تصميم الخلية والمركب المستخدم.

علم الأحياء

تشارك أيونات منغنيز أو مركباته في تراكيب حيوية أو إنزيمات أو إشارات خلوية أو عمليات أيضية.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع منغنيز في الدورة 4 والمجموعة 7. العناصر المجاورة المعروضة هي: كروم؛ حديد؛ موليبدينوم؛ تكنيتيوم؛ روثينيوم. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيففلز انتقالي
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 13 · 2
الكثافة7.21 g/cm³
نقطة الانصهار1 519 K (1 246 °C)
نقطة الغليان2 334 K (2 061 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ1.55
طاقة التأين الأولى717.3 kJ/mol
الألفة الإلكترونية—

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف منغنيز بأعمال توربرن أولوف برغمان. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـمنغنيز هي 54.938043(2). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.

لـمنغنيز نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

تعتمد مخاطر منغنيز على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.