锰族元素

一:锰族元素基本性质

   第ⅦB族即锰族包括锰、锝和铼三种元素,它们元素的基本性质见下表:

性     质

锰(Mn)

锝(Tc)

铼(Re)

原 子 序 数

25

43

75

原  子  量

54.938

97.907

186.21

价电子构型

3d54s2

4d55s2

5d56s2

主要氧化态

+2,+4,+6,+7

+4,+6,+7

+4,+6,+7

共价半径(pm)

117

127

128

M2+离子半径(pm)

80

-

-

M7+离子半径(pm)

46

97.9

56

第一电离势(kJ/mol)

717.4

702

760

电  负  性

1.55

1.9

1.9

密度(g/cm3)

α7.44
β7.29
γ7.21

11.50

21.02

熔点(K)

1517±3

2445

3453

沸点(K)

2235

5150

5900

标准电极电势ψθ(V)
M2+ + 2e- → M
MO4-+4H++3e-→MO2+2H2O

-1.18
+1.695

-
+0.7

-
+0.510

二:锰族元素的通性

   锰族元素的价电子构型为(n-1)d5ns2。7个价电子都可以参与成键,因此它们的最高氧化态为+7,与族数一致。和所有d区元素一样,它们的d电子也可以部分参与成键,因此锰族元素具有多种氧化态。

   锰族自上而下,从锰到铼,高氧化态趋于稳定,而低氧化态的稳定性减弱。例如锰以Mn2+为最稳定,而Tc和Re以+7氧化态最稳定。

三:锰族元素电势图

   锰族的标准电势图如下:

 

锰族金属

一:物理性质

   金属锰外形似铁,铼的外表与铂相同,纯铼相当软,有良好的延展性。锰族元素的密度、熔点、沸点从上到下逐渐升高。锰族也是难熔金属。铼的熔点仅次于钨。在高温真空中,钨丝的机械强度和可塑性显著降低,若加入少量铼,可使钨丝大大增强坚固和耐用程度。铼还可用于制造人造卫星和火箭的外壳。

二:化学性质

   从标准电极电势看,锰是活泼金属,粉末状锰在空气中迅速反应。而锝和铼则比较稳定,在潮湿空气中缓慢失去光泽变暗。锝和铼在高温下可与氧和氟反应。锰能溶于稀酸,锝和铼不溶于稀酸而溶于浓硫酸、浓硝酸和王水中。锰能与熔碱反应生成锰酸盐,铼能溶于过氧化氢的氨溶液中生成含氧酸盐,而锝不溶解。由此可看出:锰族金属从上到下金属活泼性逐渐减弱。

 

锰族+Ⅶ氧化态含氧酸

   锰族元素+Ⅶ氧化态的含氧酸HMnO4、HTcO4和HReO4都是强酸,它们稳定性和氧化性变化归纳如下:

                   稳定性增强
           ------------------→

              HMnO4   HTcO4   HReO4

           ←-------------------

              氧化性增强