酸化マンガン(III)

酸化マンガン(III)
名前
	その他の名前三酸化二マンガン、三二酸化マンガン、酸化マンガン、酸化マンガン
識別子
CAS番号	1317-34-6 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
ケムスパイダー	14139 ;
ECHA 情報カード	100.013.878
パブケム CID	14824;
RTECS番号	OP915000;
ユニ	翻訳元 ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID90893847;
	インチ InChI=1S/2Mn.3O キー: GEYXPJBPASPPLI-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/2Mn.3O/rMn2O3/c3-1-5-2-4 キー: GEYXPJBPASPPLI-YNHMASKPAU;
	笑顔 O=[Mn]O[Mn]=O;
プロパティ
化学式	マンガン2O3
モル質量	157.8743グラム/モル
外観	茶色または黒色の結晶
密度	4.50グラム/ cm3
融点	888 °C (1,630 °F; 1,161 K) (アルファ型) ; 940 °C、分解 (ベータ型)
水への溶解度	0.00504 g/100 mL (アルファ型) ; 0.01065 g/100 mL (ベータ型)
溶解度	エタノール、アセトンには溶けない、酸、塩化アンモニウム; には溶ける
磁化率（χ）	+14,100·10 −6 cm 3 /モル
構造
結晶構造	ビクスバイト、cI80
空間群	Ia 3（第206号）
格子定数	a = 942 午後
熱化学
標準モル; エントロピー ( S ⦵ 298 )	110 J·モル−1 ·K −1
; 標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 )	−971 kJ·モル−1
危険
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	1 0 0
関連化合物
その他の陰イオン	三フッ化マンガン、酢酸マンガン(III)
その他の陽イオン	酸化クロム(III)、酸化鉄(III)
関連化合物	酸化マンガン(II)、二酸化マンガン
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

酸化マンガン(III)は化学式Mn ₂ O _{3の化合物である。天然には}ビクスバイト鉱物（最近ではビクスバイト-(Mn) ^[3]^[4]に変更）として存在し、フェライトやサーミスタの製造に使用されている。

準備と化学

MnO _{2 を}空気中で800 °C未満で加熱すると、α-Mn ₂ O ₃が生成される（より高温ではMn ₃ O ₄が生成される）。^[5] γ-Mn ₂ O _{3 は、酸化とそれに続く}水酸化マンガン(II)の脱水によって生成できる。^[5]ナノ結晶Mn ₂ O ₃の調製は数多く報告されており、例えば、Mn ^{II塩の酸化やMnO}₂の還元を伴う合成が挙げられる。^[6]^[7]^[8]

酸化マンガン(III)はアルカリ電池内の酸化還元反応によって生成されます。

2 MnO ₂ + Zn → Mn ₂ O ₃ + ZnO ^{[引用が必要]}

酸化マンガン(III)Mn ₂ O ₃は、オキシ水酸化マンガン(III)MnOOHと混同してはならない。Mn ₂ O _{3とは異なり、MnOOHは約300℃で分解してMnO}_{2 を}形成する化合物である。^[9]

構造

Mn ₂ O _3は、コランダム（Al ₂ O ₃）構造を採用していない点で、他の多くの遷移金属酸化物とは異なります。 ^{[5]一般的にはα-Mn}₂ O ₃とγ-Mn ₂ O ₃の2つの形態が認識されていますが、^{[10] CaIrO}₃構造を持つ高圧形態も報告されています。^[11]

α-Mn ₂ O ₃は立方晶ビクスバイト構造を持ち、C型希土類三酸化物の一例である（ピアソン記号cI80、空間群 Ia 3、＃206）。ビクスバイト構造は少量の Fe ³⁺の存在によって安定化されることがわかっており、純粋なMn ₂ O ₃は斜方晶構造である（ピアソン記号oP24、空間群 Pbca、＃61）。^[12] α-Mn ₂ O _{3 は80 Kで}反強磁性転移を起こす。 ^[13]

γ-Mn ₂ O _{3 は、酸化物イオンが立方最密充填された}Mn ₃ O ₄のスピネル構造に関連した構造を持っています。これは、 γ-Fe ₂ O ₃とFe ₃ O ₄の関係に似ています。^[10] γ-Mn ₂ O _{3 は、}ネール温度が39 Kの強磁性体です。 ^[14]

ε-Mn ₂ O _{3は菱面体}イルメナイト構造（このような構造をとる二元化合物は初めて）をとり、マンガンカチオンは2+と4+の酸化状態に均等に分かれている。ε-Mn ₂ O ₃は反強磁性体で、ネール温度は210 Kである。^[15]

参考文献

^ チャンディラン、カラセルヴィ;ムルゲサン、ラメシュ・アラヴィンド。バラジ、レヴァティ。アンドリュース、ニルマラ・グレース。ピッチャイムトゥ、スダガル。ナガムトゥ・ラジャ、クリシュナ・チャンダル（2020-07-03）。「長い単結晶α-Mn2O3 ナノロッド: 容易な合成と光触媒の応用」。マテリアルズリサーチエクスプレス。7 (7)。 IOP パブリッシング: 074001. doi : 10.1088/2053-1591/ab9fbd。ISSN 2053-1591。S2CID 225561660。
^ ab Zumdahl, Steven S. (2009).化学原理第6版. Houghton Mifflin Company. p. A22. ISBN 978-0-618-94690-7。
^ 「ビクスバイト-(Mn)」.
^ IMA 21-H: ビクスバイトの再定義とビクスバイト-(Fe)およびビクスバイト-(Mn)の定義。CNMNCニュースレター、64、2021年; Mineralogical Magazine、85、2021年。
^ abc グリーンウッド、ノーマン N. ; アーンショウ、アラン (1997)。元素の化学(第 2 版)。バターワース-ハイネマン。p. 1049。ISBN 978-0-08-037941-8。
^ Shuijin Lei、Kaibin Tang、Zhen Fang、Qiangchun Liu、Huagui Zheng (2006)。「MnCO 3 の熱分解によるα-Mn 2 O 3 およびMnOの調製と_形態制御_」。Materials _Letters。60 : 53。doi : 10.1016 / j.matlet.2005.07.070。
^ Zhong-Yong Yuan; Tie-Zhen Ren; Gaohui Du; Bao-Lian Su (2004). 「 MnO ₂のアンモニア水熱処理による単結晶α-Mn ₂ O ₃ナノロッドの容易な調製」。Chemical Physics Letters。389 ( 1–3): 83。doi : 10.1016 /j.cplett.2004.03.064。
^ ナビン・チャンドラ;サンジーブ・バシン;ミーナクシ・シャルマ。ディープティ・パル (2007)。「Mn ₂ O ₃ナノ粒子およびγ-MnOOH ナノロッドを製造するための室温プロセス」。材料の文字。61 (17): 3728.土井:10.1016/j.matlet.2006.12.024。
^ Thomas Kohler、Thomas Armbruster、Eugen Libowitzky (1997)。「グラウタイト、α-MnOOH、マンガナイト、γ-MnOOH における水素結合とヤーン・テラー歪み、および二酸化マンガンのラムスデライトとパイロルサイトとの関係」。固体化学ジャーナル。133 (2): 486–500。doi :10.1006/jssc.1997.7516 。
^ ab Wells AF (1984)構造無機化学第5版 Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
^ Mn ₂ O ₃からCaIrO ₃型相への高圧相転移Santillan, J.; Shim, S. アメリカ地球物理学連合、2005 年秋季会議、要旨 #MR23B-0050
^ Geller S. (1971). 「α-Mn ₂ O ₃、(Mn _0.983 Fe _0.017 ) ₂ O ₃および(Mn _0.37 Fe _0.63 ) ₂ O ₃の構造と磁気秩序との関係」Acta Crystallogr B. 27 ( 4): 821. doi :10.1107/S0567740871002966.
^ Geller S. (1970). 「Sc+、Cr+、Ga+置換Mn2O3の磁気的および結晶学的遷移」. Physical Review B. 1 ( 9): 3763. doi :10.1103/physrevb.1.3763.
^ Kim S. H; Choi B. J; Lee GH; Oh SJ; Kim B.; Choi HC; Park J; Chang Y. (2005). 「γ-マンガン三酸化二酸化物 (γ−Mn ₂ O ₃ ) ナノ粒子の強磁性」.韓国物理学会誌. 46 (4): 941.
^ オブシャニコフ、セルゲイ V.ツィルリン、アレクサンダー A.コロベイニコフ、イーゴリ V.。モロゾワ、ナタリア V。アスランドゥコワ、アレナ A.シュタインル・ノイマン、ゲルト;シャリトン、ステラ。カンダルカエワ、サイアナ。グラジリン、コンスタンチン。ヴィルヘルム、ファブリス。ロガレフ、アンドレイ。ドゥブロビンスキー、しし座（2021-09-06）。「イルメナイト型ε-Mn 2 O 3 の合成とその性質」。無機化学。60 (17): 13348–13358。土井：10.1021/acs.inorgchem.1c01666。ISSN 0020-1669。PMID 34415155。S2CID 237242460 。

[1] チャンディラン、カラセルヴィ;ムルゲサン、ラメシュ・アラヴィンド。バラジ、レヴァティ。アンドリュース、ニルマラ・グレース。ピッチャイムトゥ、スダガル。ナガムトゥ・ラジャ、クリシュナ・チャンダル（2020-07-03）。「長い単結晶α-Mn2O3 ナノロッド: 容易な合成と光触媒の応用」。マテリアルズリサーチエクスプレス。7 (7)。 IOP パブリッシング: 074001. doi : 10.1088/2053-1591/ab9fbd。ISSN 2053-1591。S2CID 225561660。

[b1-2] Zumdahl, Steven S. (2009).化学原理第6版. Houghton Mifflin Company. p. A22. ISBN 978-0-618-94690-7。

[3] 「ビクスバイト-(Mn)」.

[IMA-4] IMA 21-H: ビクスバイトの再定義とビクスバイト-(Fe)およびビクスバイト-(Mn)の定義。CNMNCニュースレター、64、2021年; Mineralogical Magazine、85、2021年。

[Greenwood-5] グリーンウッド、ノーマン N. ; アーンショウ、アラン (1997)。元素の化学(第 2 版)。バターワース-ハイネマン。p. 1049。ISBN 978-0-08-037941-8。

[6] Shuijin Lei、Kaibin Tang、Zhen Fang、Qiangchun Liu、Huagui Zheng (2006)。「MnCO 3 の熱分解によるα-Mn 2 O 3 およびMnOの調製と_形態制御_」。Materials _Letters。60 : 53。doi : 10.1016 / j.matlet.2005.07.070。

[7] Zhong-Yong Yuan; Tie-Zhen Ren; Gaohui Du; Bao-Lian Su (2004). 「 MnO ₂のアンモニア水熱処理による単結晶α-Mn ₂ O ₃ナノロッドの容易な調製」。Chemical Physics Letters。389 ( 1–3): 83。doi : 10.1016 /j.cplett.2004.03.064。

[8] ナビン・チャンドラ;サンジーブ・バシン;ミーナクシ・シャルマ。ディープティ・パル (2007)。「Mn ₂ O ₃ナノ粒子およびγ-MnOOH ナノロッドを製造するための室温プロセス」。材料の文字。61 (17): 3728.土井:10.1016/j.matlet.2006.12.024。

[9] Thomas Kohler、Thomas Armbruster、Eugen Libowitzky (1997)。「グラウタイト、α-MnOOH、マンガナイト、γ-MnOOH における水素結合とヤーン・テラー歪み、および二酸化マンガンのラムスデライトとパイロルサイトとの関係」。固体化学ジャーナル。133 (2): 486–500。doi :10.1006/jssc.1997.7516 。

[Wells-10] Wells AF (1984)構造無機化学第5版 Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6

[11] ^ Mn ₂ O ₃からCaIrO ₃型相への高圧相転移Santillan, J.; Shim, S. アメリカ地球物理学連合、2005 年秋季会議、要旨 #MR23B-0050

[12] Geller S. (1971). 「α-Mn ₂ O ₃、(Mn _0.983 Fe _0.017 ) ₂ O ₃および(Mn _0.37 Fe _0.63 ) ₂ O ₃の構造と磁気秩序との関係」Acta Crystallogr B. 27 ( 4): 821. doi :10.1107/S0567740871002966.

[13] Geller S. (1970). 「Sc+、Cr+、Ga+置換Mn2O3の磁気的および結晶学的遷移」. Physical Review B. 1 ( 9): 3763. doi :10.1103/physrevb.1.3763.

[14] Kim S. H; Choi B. J; Lee GH; Oh SJ; Kim B.; Choi HC; Park J; Chang Y. (2005). 「γ-マンガン三酸化二酸化物 (γ−Mn ₂ O ₃ ) ナノ粒子の強磁性」.韓国物理学会誌. 46 (4): 941.

[15] オブシャニコフ、セルゲイ V.ツィルリン、アレクサンダー A.コロベイニコフ、イーゴリ V.。モロゾワ、ナタリア V。アスランドゥコワ、アレナ A.シュタインル・ノイマン、ゲルト;シャリトン、ステラ。カンダルカエワ、サイアナ。グラジリン、コンスタンチン。ヴィルヘルム、ファブリス。ロガレフ、アンドレイ。ドゥブロビンスキー、しし座（2021-09-06）。「イルメナイト型ε-Mn 2 O 3 の合成とその性質」。無機化学。60 (17): 13348–13358。土井：10.1021/acs.inorgchem.1c01666。ISSN 0020-1669。PMID 34415155。S2CID 237242460 。