Metallurgia e acciaio
Il manganese ha un ruolo nella metallurgia e nella produzione dell’acciaio come metallo di base, elemento di lega o parte dei processi di estrazione e raffinazione.
Mendeleev
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Elemento chimico · scheda di riferimento
25Mn
Manganese
Il manganese è l’elemento 25 (Mn), nel periodo 4, gruppo 7 e blocco d. A temperatura ambiente il suo stato di riferimento è solido. La configurazione elettronica è [Ar] 3d5 4s2.
Numero atomico25
Peso atomico standard54.938043(2)
Gruppo7
Periodo4
Bloccod
Configurazione elettronica[Ar] 3d5 4s2
Struttura elettronica
Che cosa controlla la sua chimica
Gli orbitali d partecipano alla chimica del manganese. Gli elettroni di energie vicine possono essere coinvolti nei legami, favorendo stati di ossidazione variabili e complessi di coordinazione.
La configurazione [Ar] 3d5 4s2 cambia quando l’atomo viene ionizzato. Questo può modificare colore, magnetismo, geometria di coordinazione e reattività dei composti.
Forme chimiche
Composti, ioni e materiali
Il manganese forma leghe, ossidi, alogenuri e complessi di coordinazione. La varietà degli stati di ossidazione dipende dalla posizione nel blocco d e dall’ambiente chimico.
Comportamento fisico
Stato e cambiamenti di fase
A temperatura ambiente lo stato di riferimento del manganese è solido. Tra i dati riportati: densità 7.21 g/cm³, punto di fusione 1 519 K (1 246 °C), punto di ebollizione 2 334 K (2 061 °C). I valori misurati possono dipendere da purezza, pressione, struttura cristallina o forma allotropica.
Presenza e applicazioni
Dove si trova e come viene usato il manganese
Il manganese si trova in minerali, composti naturali o materiali tecnici a seconda della sua reattività. Le applicazioni riportate in questa scheda comprendono Metallurgia e acciaio, Batterie e Biologia; in ciascun caso conta la forma chimica o la struttura del materiale.
Nella pratica
Esempi di usi concreti
Batterie
Il manganese entra in alcuni sistemi di batterie come materiale di elettrodo, componente dell’elettrolita o elemento della chimica redox.
Biologia
Nell’ambito «Biologia», il manganese viene utilizzato in una forma chimica o materiale adatta. La proprietà sfruttata dipende dal composto, dalla struttura del materiale e dall’obiettivo tecnico.
Posizione periodica
Che cosa mostrano gli elementi vicini
Il manganese si trova nel periodo 4, gruppo 7 e blocco d. Nel riquadro compaiono nello stesso periodo il cromo a sinistra e il ferro a destra; nello stesso gruppo il tecnezio sotto. Il confronto aiuta a seguire variazioni di raggio atomico, energia di ionizzazione e comportamento chimico lungo periodi e gruppi.
Dati di riferimento
Proprietà fisiche e atomiche
Classificazionemetallo di transizione
Stato a temperatura ambienteSolido
Gusci elettronici2 · 8 · 13 · 2
Densità7.21 g/cm³
Punto di fusione1 519 K (1 246 °C)
Punto di ebollizione2 334 K (2 061 °C)
Elettronegatività di Pauling1.55
Prima energia di ionizzazione717.3 kJ/mol
Affinità elettronica—
I valori descrivono l’elemento o l’atomo neutro quando applicabile. Le proprietà fisiche possono dipendere dall’allotropo, dalla pressione e dalle condizioni di misura.
Storia
Scoperta e identificazione
La scoperta del manganese è associata a Torbern Olof Bergman. Riconoscimento dell’elemento, isolamento di una sostanza pura e assegnazione del moderno numero atomico non coincisero necessariamente nello stesso momento storico.
Isotopi e peso atomico
Come la composizione isotopica modifica i numeri
Il peso atomico standard è 54.938043(2). È una media ponderata della composizione isotopica naturale e non la massa di un singolo atomo.
Gli isotopi del manganese hanno lo stesso numero di protoni e quindi appartengono allo stesso elemento, ma differiscono per il numero di neutroni e per la massa. Gli isotopi radioattivi si distinguono inoltre per vita media e modalità di decadimento.
Sicurezza
Manipolazione ed esposizione
I rischi associati al manganese dipendono dalla forma chimica, dalla dose e dalla via di esposizione. L’elemento, i suoi ioni e i suoi composti possono avere effetti biologici e ambientali molto diversi; occorre consultare i dati di sicurezza della sostanza effettivamente manipolata.