Manganforbindelser findes i formelle oxidationstrin fra −3 til +7. De hyppigst forekommende er imidlertid +2, +4, +6 og +7.
Oxidationstrin −3 til +1. Udgangsproduktet for mange forbindelser i disse oxidationstrin er dekacarbonyldimangan, Mn2(CO)10, med mangan i oxidationstrin 0. Det danner gule krystaller, der smelter ved ca. 154 °C, og er opløseligt i mange organiske opløsningsmidler, men ikke i vand. En eller flere af carbonylgrupperne kan udskiftes med organiske eller uorganiske molekyler uden ændring af oxidationstrin. Trifluorofosfin danner fx forbindelserne Mn2(CO)10-x(PF3)x, hvor x kan være 1, 2 eller 3. Udskiftning med NO+-gruppen medfører ændring i det formelle oxidationstrin, og i forbindelsen Mn(NO)3CO har mangan oxidationstrin −3. I Mn(CO)5H er oxidationstrinnet −1, og i Mn(CO)5Cl er det +1 ligesom i komplekset K5[Mn(CN)6].
Oxidationstrin +2 er i almindelighed det mest stabile for mangans forbindelser. Mange mangan(II)forbindelser kan fremstilles ud fra de i vand tungtopløselige, men i syrer letopløselige forbindelser mangan(II)carbonat, MnCO3, og mangan(II)oxid, MnO. I vandige opløsninger fremstillet fra disse forbindelser findes mangan i form af den svagt rosafarvede Mn2+-ion, der indgår i en række salte som fx MnX2, hvor X kan være klor, brom, jod eller nitrat. Med svovlsyre dannes mangan(II)sulfat, MnSO4, der anvendes i kunstgødning, da mangan er et vigtigt sporstof for planter. Mangan(II)fluorid, MnF2, er tungtopløseligt som mange andre fluorider af typen MeF2, hvor Me fx kan være magnesium, jern, nikkel eller zink.
Oxidationstrin +3 er mest stabilt i krystallinske forbindelser. Typiske eksempler er det rubinrøde mangan(III)fluorid, MnF3∙2H2O, og den granatrøde cæsiummanganalun, CsMn(SO4)2∙12H2O. Oxidet, Mn2O3, fås som et brunt pulver ved opvarmning af mangan(IV)oxid til ca. 550 °C.
Oxidationstrin +4. Den bestandigste mangan(IV)forbindelse er mangan(IV)-oxid, MnO2, der i almindelighed ikke er strengt støkiometrisk med sammensætninger, der kan skrives som MnO2-x, hvor x varierer mellem 0 og 0,07. Det er også blevet kaldt brunsten (tidligere magnesia nigra) og findes i flere forskellige krystallinske tilstande eller faser. Elektrolytisk fremstillet mangan(IV)oxid anvendes i elektriske batterier af alkaline- og Leclanché-typen. Forbindelsen er uopløselig i vand, men reagerer med syrer, fx danner det med saltsyre mangan(II)klorid, MnCl2, og klor. Denne reaktion er meget benyttet til fremstilling af klor i laboratoriet. Mangan(IV)-fluorid, MnF4, er et meget reaktivt, blågrønt stof. Der er ikke nogen veldefinerede mangan(IV)forbindelser i vandige opløsninger, men der findes nogle komplekse forbindelser som fx K2[MnF6] og K2[MnCl6], der er stabile i fast tilstand.
Oxidationstrin +5. Ved blanding af mangandioxid med natriumoxid i smeltet natriumnitrit dannes det blå trinatriummanganat(V), Na3MnO4, der kun er stabilt i et stærkt basisk miljø.
Oxidationstrin +6. Det dybgrønne dikaliummanganat(VI), kaliummanganat, K2MnO4, fremstilles teknisk ved sammensmeltning i luft af mangandioxid og kaliumhydroxid. Ved laboratoriefremstilling sættes i almindelighed et oxidationsmiddel som fx kaliumnitrat til smelten. Natrium- og kaliummanganat(VI) er opløselige i vand, men kun stabile i basisk væske. De minder om de tilsvarende chrom(VI)forbindelser, og BaMnO4 er som BaCrO4 tungt opløseligt. Manganat(VI)forbindelser er kun stabile i stærkt alkaliske opløsninger. Sættes syre til en opløsning, der indeholder manganat(VI)ionen, MnO42-, disproportioneres den til mangandioxid og manganat(VII)ionen (permanganationen), MnO4-.
Oxidationstrin +7. Manganat(VI)forbindelser kan kvantitativt oxideres til manganat(VII)forbindelser, fx ved oxidation med klor eller ved elektrolytisk oxidation. Den bedst kendte forbindelse er det dybt violette, næsten sorte kaliummanganat(VII), kaliumpermanganat, KMnO4. Det er et kraftigt oxidationsmiddel, især i sur væske, og kan anvendes som desinfektionsmiddel, fx til drikkevand. Ved reaktion med koncentreret svovlsyre dannes dimanganheptoxid, Mn2O7, som er en flygtig, mørkerød olie med violette dampe. Stoffet er uhyre eksplosivt og må fremstilles og håndteres med største forsigtighed.
Intermetalliske forbindelser. Mangan danner legeringer og intermetalliske forbindelser med et stort antal metaller. Særlig let legerer det sig med chrom, jern og nikkel, og det indgår i mange vigtige stållegeringer. De teoretisk set mest bemærkelsesværdige intermetalliske forbindelser er de såkaldte Heuslerlegeringer, der er sammensat af grundstofferne mangan, kobber og aluminium. Ingen af de tre grundstoffer, der indgår, er ferromagnetiske, dvs. er permanent magnetiske som jern, cobalt og nikkel, men en række legeringer af de tre er ferromagnetiske.
Den mest ferromagnetiske har sammensætningen Cu2MnAl.
Kommentarer
Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.