شرح تصویر:
تصویر، یک آهن‌ربای الکتریکی قدیمی و یک گاو را نشان می‌دهد؛ آهن‌ربای الکتریکی به دلیل آنکه ریشه نام منگنز ممکن است معادل لاتینِ واژه آهنربا (مگنت) باشد و گاو به دلیل اهمیت این عنصر به عنوان مکمل غذایی جانوران چرنده.
شکل ظاهری:
منگنز فلزی سخت، شکننده و نقره‌ای رنگ است.
کاربردها:
منگنز به دلیل شکنندگی زیادش کاربرد زیادی به شکل فلز خالص ندارد. از منگنز عمدتاً در آلیاژهایی مانند فولاد استفاده می‌شود.
فولاد در حدود یک درصد منگنز دارد تا استحکام آن افزایش یابد و کار کردن با آن ساده‌تر شده مقاومتش در برابر اصطکاک بیشتر شود.
فولادِ منگنزی در حدود ۱۳ درصد منگنز دارد. این نوع فولاد بسیار مستحکم است و در ساخت خطوط راه‌آهن، گاوصندوق، لوله تفنگ و میله‌های زندان به کار می‌رود.
بطری‌های نوشیدنی از آلیاژی از آلومینیم ساخته شده‌اند که در حدود ۱/۵ درصد منگنز دارد تا مقاومتش در برابر خوردگی بیشتر شود. منگنز آلیاژهای بسیار مغناطیسی‌ای با آلومینیم، آنتیموان و مس تشکیل می‌دهد.
منگنز(IV) اکسید به عنوان کاتالیست، افزودنی لاستیک و برای بی‌رنگ کردن شیشه‌هایی که در اثر ناخالصی‌های آهن سبزرنگ شده‌اند به‌کار می‌رود. از منگنز سولفات یک نوع قارچ‌کش ساخته می‌شود. منگنز(II) اکسید یک اکسیدکنندۀ قوی است که در تجزیه کمّی کاربرد دارد و برای تهیه کودها و سرامیک‌ها نیز به کار می‌رود.
نقش زیست‌شناختی:
منگنز برای تمام موجودات زندۀ شناخته‌شده عنصری حیاتی است. بسیاری از آنزیم‌ها محتوی منگنز هستند. به عنوان مثال، آنزیمی که در فرایند فتوسنتز باعث تبدیل مولکول‌های آب به اکسیژن می‌شود، چهار اتم منگنز دارد.
برخی خاک‌ها مقادیر کمی منگنز دارد و به این دلیل این عنصر به برخی کودها اضافه می‌شود و به عنوان مکمل غذایی جانوران چرنده نیز به کار می‌رود.
بدن یک انسان متوسط محتوی حدود ۱۲ میلی‌گرم منگنز است. ما روزانه در حدود ۴ میلی‌گرم منگنز را از طریق غذاهایی مانند آجیل، سبوس، غلات سبوس‌دار، چای و جعفری دریافت می‌کنیم. بدون منگنز استخوان‌ها پوک می‌شوند و به‌راحتی می‌شکنند. منگنز برای بهره‌برداری بدن از ویتامین B1 نیز ضروری است.
فراوانی طبیعی:
منگنز پنجمین عنصر فراوان در پوسته زمین است. کانی‌های منگنز پراکندگی وسیعی دارند. متداول‌ترین کانی‌های منگنز پیرولوزیت (منگنز دی‌اکسید) و رودوکروسیت (منگنز کربنات) هستند.
مناطق اصلی استخراج منگنز در چین، آفریقا، استرالیا و گابن قرار دارد. فلز منگنز از احیای اکسید آن با سدیم، منیزیم یا آلومینیم و یا از برقکافت منگنز سولفات به‌دست می‌آید.
کلوخه‌هایی از منگنز در کف اقیانوس‌ها یافت شده‌اند که در حدود ۲۴ درصد منگنز و مقادیر کمتری از دیگر عنصرها دارند.
در حدود ۳۰ هزار سال پیش نقاشان غار ماقبل تاریخی ناحیه لاسکو فرانسه، از منگنز به شکل سنگ معدن سیاه‌رنگ پیرولوزیت (منگنز دی‌اکسید، MnO2) استفاده می‌کردند. بعدها شیشه‌گران منگنز را برای زدودن ته‌رنگ سبز کمرنگ از شیشه‌های طبیعی به کار می‌بردند.
در سال ۱۷۴۰ میلادی، یوهان هاینریش پات، تکنسین شیشه در برلین، این کانی را از نظر شیمیایی بررسی کرد و نشان داد که بر خلاف آنچه تصور می‌شد، محتوی آهن نیست. او با استفاده از این کانی پتاسیم پرمنگنات (KMnO4) را تهیه کرد که یکی از قوی‌ترین عوامل اکسیدکنندۀ شناخته‌شده است. در دهه ۱۷۰۰ میلادی چندین شیمی‌دان تلاش‌های نافرجامی برای جدا کردن جزء فلزی پیرولوزیت کردند. اولین شخصی که این کار را انجام داد شیمی‌دان و کانی‌شناس سوئدی، یوهان گوتلیب گان در سال ۱۷۷۴ میلادی بود. با این حال، یک دانشجو در وین به نام ایگناتیوس کِیم نیز در رساله‌اش که در سال ۱۷۷۱ میلادی نوشته بود، توضیح داده بود که چگونه فلز منگنز را تولید کرده است.
|
| ||||
|
|
| انرژی‌های یونش | اول | دوم | سوم | چهارم | پنجم | ششم | هفتم | هشتم |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kJ/mol | ۷۱۷/۲۷۴ | ۱۵۰۹/۰۳ | ۳۲۴۸/۴۶۸ | ۴۹۴۰ | ۶۹۸۵/۵ | ۹۲۲۴ | ۱۱۵۰۱/۳۴۲ | ۱۸۷۶۶/۴ |
حالت‌های اکسایش معمول: ۷ ، ۶ ، ۴ ، ۳ ، ۲ ، ۰ ، ۱-
ایزوتوپ‌ها:
| ایزوتوپ | جرم اتمی | فراوانی طبیعی (٪) | نیمه‌عمر | شیوه واپاشی |
|---|---|---|---|---|
| 55Mn | ۵۴/۹۳۸ | ۱۰۰ | - | - |
داده‌ها:
W. M. Haynes, ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, 95th Edition, Internet Version 2015, accessed December 2014
Tables of Physical & Chemical Constants, Kaye & Laby Online, 16th edition, 1995. Version 1.0 (2005), accessed December 2014
J. S. Coursey, D. J. Schwab, J. J. Tsai, and R. A. Dragoset, Atomic Weights and Isotopic Compositions (version 4.1), 2015, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, accessed November 2016
خواص و کاربردها:
John Emsley, Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements, Oxford University Press, New York, 2nd Edition, 2011
Thomas Jefferson National Accelerator Facility - Office of Science Education, It’s Elemental - The Periodic Table of Elements, accessed December 2014
تاریخچه:
Elements 1-112, 114, 116 and 117 © John Emsley 2012. Elements 113, 115, 117 and 118 © Royal Society of Chemistry 2017
همه عنصرها