酸化マンガン(II)

酸化マンガン(II)は化学式MnOで表される無機化合物 である。 ^{[ 2 ]}緑色の結晶を形成する。この化合物は肥料や食品添加物の成分として大規模に生産されている。

多くの金属酸化物と同様に、MnO は岩塩構造をとり、陽イオンと陰イオンの両方が八面体配位している。また、多くの金属酸化物と同様に、酸化マンガン(II)はしばしば非化学量論的であり、その組成は MnO から MnO _1.045まで変化する可能性がある。^{[ 3 ]}

酸化マンガン(II)は、イオン性酸化物に典型的な化学反応を起こします。酸で処理すると、対応するマンガン(II)塩に変化します。 ^{[ 3 ]}酸化マンガン(II)の酸化により、酸化マンガン(III)が得られます。

MnOは自然界では希少鉱物マンガンサイトとして産出する。商業的には、MnO _2を水素、一酸化炭素、またはメタンで 還元することにより製造される。例：^{[ 2 ]}

MnO₂ ₊ H₂ → MnO _{+ H₂O}

MnO ₂ + CO → MnO + CO ₂

硝酸マンガン(II)を 450 ℃に加熱すると、MnO _2−xと表記される酸化物の混合物が得られ、これは750 ℃以上で水素によって一酸化物に還元される。 ^{[ 4 ]} MnO は特に安定で、それ以上の還元に抵抗する。^{[ 5 ]} MnO は炭酸塩を加熱することによっても調製できる。^{[ 6 ]} 

MnCO₃ → MnO _{+ CO₂}

この焼成プロセスは、Mn₂O₃が_生成されないように嫌気的に行われます。

実証目的で最も興味深い代替ルートは「シュウ酸塩法」です。酸化鉄(II)と酸化スズの合成にも適用可能で、酸素のない雰囲気（多くの場合CO2）で加熱し、水和マンガン(II)シュウ酸塩を反応_させます。^{[ 7 ]}

MnC ₂ O ₄・2H ₂ O → MnO + CO ₂ + CO + 2H ₂ O

硫酸マンガンとともに、MnOは肥料や食品添加物の成分です。この目的で毎年数千トンが消費されています。その他の用途としては、アリルアルコールの製造における触媒、セラミックや塗料の着色、ガラスの着色、獣脂の漂白、繊維印刷などがあります。^{[ 2 ]}

118 K以下では、MnOは反強磁性体である。^{[ 3 ]} MnOは、中性子回折によって磁気構造が決定された最初の化合物の1つであるという特徴があり^、その報告は1951年に発表された。^{[ 9 ]}この研究では、Mn ^{2+イオンが面心立方磁気副格子を形成し、}隣接するシートと反平行な強磁性的に結合したシートが存在することが示された。

NiOと同様に、MnO は、Mn 原子に関連する局在 3d 状態のため、強相関物質に分類され、電気絶縁体です。^{[ 10 ] [ 11 ]}密度汎関数理論 (DFT)における交換相関汎関数の従来の近似、例えば局所スピン密度近似 (LSDA) は、この物質のバンドギャップを著しく過小評価し、磁気配置の選択によっては金属であると予測することさえあります。^{[ 10 ] [ 12 ]}しかし、ハイブリッド交換相関汎関数、DFT+U ^{[ 13 ]}、GW 近似^[ 12] 、自己相互作用補正 DFT ^{[ 14 ]}、または結合クラスター理論^{[ 15 ]}など、この物質の電子構造の改良された記述はすべて、大幅に改善された精度でバンドギャップを回復します。また、このような改良された方法は^{、磁気状態の選択に関係なくバンドギャップを}予測することも示されています。^{[ 16 ]}