Mangan(III) oxide

Mangan(III) oxide
Tên khác	dimanganese trioxide, manganese sesquioxide, manganic oxide
Nhận dạng
Số CAS	1317-34-6
PubChem	14824
Số RTECS	OP915000
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ O=[Mn]O[Mn]=O
InChI	đầy đủ 1/2Mn.3O/rMn2O3/c3-1-5-2-4
ChemSpider	14139
UNII	XQ8YIG4A7C
Thuộc tính
Công thức phân tử	Mn2O3
Khối lượng mol	157,8742 g/mol
Bề ngoài	tinh thể màu nâu đen
Khối lượng riêng	4,5 g/cm³
Điểm nóng chảy	888 °C (1.161 K; 1.630 °F) (dạng alpha) 940 °C (1.720 °F; 1.210 K) (dạng beta, phân hủy)
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước	0,00504 g/100 mL (dạng alpha) 0,01065 g/100 mL (dạng beta)
Độ hòa tan	không tan trong etanol, aceton tan trong axit, amoni chloride
MagSus	+14.100·10^-6 cm³/mol
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể	Lập phương, cI80[1]
Nhóm không gian	Ia3, No. 206
Nhiệt hóa học
Enthalpy hình thành ΔfH^o298	-971 kJ·mol^-1[2]
Entropy mol tiêu chuẩn S^o298	110 J·mol^-1·K^-1[2]
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính	độc
NFPA 704	0 1 0
Các hợp chất liên quan
Anion khác	Mangan(III) sulfide
Cation khác	Chromi(III) Oxide, Sắt(III) Oxide
Hợp chất liên quan	Mangan(II) Oxide Mangan(IV) Oxide
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). N kiểm chứng (cái gì ^YN ?) Tham khảo hộp thông tin

Mangan(III) Oxide là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học Mn₂O₃.

Điều chế và tính chất

Làm nóng MnO₂ trong không khí ở dưới 800 ℃ tạo ra α-Mn₂O₃ (nhiệt độ cao hơn tạo ra Mn₃O₄). γ-Mn₂O₃ có thể được tạo ra bằng quá trình oxy hóa, sau đó là sự khử nước của mangan(II) hydroxide.^[3] Nhiều phương pháp tạo tinh thể nano Mn₂O₃ đã được báo cáo, ví dụ tổng hợp liên quan đến quá trình oxy hóa muối Mn^II hoặc khử MnO₂.^[4][5][6] Mangan(III) Oxide được tạo thành do phản ứng oxy hóa khử trong môi trường kiềm:

2MnO₂ + Zn → Mn₂O₃ + ZnO^{[cần dẫn nguồn]}

Mangan(III) Oxide không nên nhầm lẫn với MnOOH (mangan(III) oxyhydroxide). Không như Mn₂O₃, MnOOH là một hợp chất bị phân hủy ở khoảng 300 ℃ để tạo thành MnO₂.^[7]

Cấu trúc

Mn₂O₃, không giống như nhiều Oxide kim loại chuyển tiếp khác ở chỗ nó không có cấu trúc corundum (Al₂O₃). Hai dạng α-Mn₂O₃ và γ-Mn₂O₃ đã được công bố,^[8] mặc dù dạng áp suất cao với cấu trúc CaIrO₃ cũng đã được báo cáo.^[9]

α-Mn₂O₃ có cấu trúc bixbyit lập phương, là một ví dụ của sesquiOxide đất hiếm loại C (ký hiệu Pearson cI80, nhóm không gian Ia 3, #206). Cấu trúc bixbyit được phát hiện là ổn định khi có mặt một lượng nhỏ Fe³⁺, Mn₂O₃ tinh khiết có cấu trúc trực thoi (ký hiệu Pearson oP24, nhóm không gian Pbca, #61).^[10] α-Mn₂O₃ trải qua quá trình chuyển đổi phản sắt từ ở 80 K.^[11]

γ-Mn₂O₃ có cấu trúc liên quan đến cấu trúc spinel của Mn₃O₄ trong đó các ion Oxide có dạng khối gần nhau. Điều này tương tự với mối quan hệ giữa γ-Fe₂O₃ và Fe₃O₄.^[8] γ-Mn₂O₃ có tính sắt từ với nhiệt độ Néel là 39 K.^[12]

Tham khảo

1. Otto H.H.; Baltrasch R.; Brandt H.J. (1993). “Further evidence for Tl3+ in Tl-based superconductors from improved bond strength parameters involving new structural data of cubic Tl₂O₃”. Physica C. 215: 205. doi:10.1016/0921-4534(93)90382-Z.
2. ^ Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. tr. A22. ISBN 0-618-94690-X.
3. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (ấn bản thứ 2), Oxford: Butterworth-Heinemann, tr. 1049, ISBN 0-7506-3365-4
4. Shuijin Lei; Kaibin Tang; Zhen Fang; Qiangchun Liu; Huagui Zheng (2006). “Preparation of α-Mn₂O₃ and MnO from thermal decomposition of MnCO₃ and control of morphology”. Materials Letters. 60: 53. doi:10.1016/j.matlet.2005.07.070.
5. Zhong-Yong Yuan; Tie-Zhen Ren; Gaohui Du; Bao-Lian Su (2004). “A facile preparation of single-crystalline α-Mn₂O₃ nanorods by ammonia-hydrothermal treatment of MnO₂”. Chemical Physics Letters. 389: 83. doi:10.1016/j.cplett.2004.03.064.
6. Navin Chandra; Sanjeev Bhasin; Meenakshi Sharma; Deepti Pal (2007). “A room temperature process for making Mn₂O₃ nano-particles and γ-MnOOH nano-rods”. Materials Letters. 61 (17): 3728. doi:10.1016/j.matlet.2006.12.024.
7. Thomas Kohler; Thomas Armbruster; Eugen Libowitzky (1997). “Hydrogen Bonding and Jahn-Teller Distortion in Groutite,α-MnOOH, and Manganite,γ-MnOOH, and Their Relations to the Manganese Dioxides Ramsdellite and Pyrolusite”. Journal of Solid State Chemistry. 133 (2): 486–500. doi:10.1006/jssc.1997.7516.
8. ^ Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
9. High Pressure Phase transition in Mn₂O₃ to the CaIrO₃-type Phase Santillan, J.; Shim, S. American Geophysical Union, Fall Meeting 2005, abstract #MR23B-0050
10. Geller S. (1971). “Structure of α-Mn₂O₃, (Mn_0.983Fe_0.017)₂O₃ and (Mn_0.37Fe_0.63)₂O₃ and relation to magnetic ordering”. Acta Crystallogr B. 27 (4): 821. doi:10.1107/S0567740871002966.
11. Geller S. (1970). “Magnetic and Crystallographic Transitions in Sc+, Cr+, and Ga+ Substituted Mn2O3”. Physical Review B. 1: 3763. doi:10.1103/physrevb.1.3763.
12. Kim S. H; Choi B. J; Lee G.H.; Oh S. J.; Kim B.; Choi H. C.; Park J; Chang Y. (2005). “Ferrimagnetism in γ-Manganese Sesquioxide (γ−Mn₂O₃) Nanoparticles”. Journal of the Korean Physical Society. 46 (4): 941.