次锰酸盐

次锰酸根，又称锰(V)酸根，是一种锰的含氧酸根，化学式 MnO3−
4，次锰酸盐则是这种阴离子形成的盐。

次锰酸盐
英文名
别名 锰(V)酸盐
识别
CAS号 14333-15-4  checkY
性质
化学式 MnO3−
4
118.94 g·mol⁻¹
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

次锰酸盐通常是亮蓝色的。[1][2]最著名的次锰酸盐是次锰酸钾 K
3MnO
4，但次锰酸钠 Na
3MnO
4、次锰酸钡 Ba
3(MnO
4)
2和钾钡盐 KBaMnO
4都是已知的。[3]在磷灰石[4][5]和钙铁铝石[6]的人造变种中，次锰酸根可以取代其中的磷酸根 PO3−
4。

历史

次锰酸根于1946年由Hermann Lux首次报告。他通过氧化钠 Na
2O、二氧化锰 MnO
2和亚硝酸钠 NaNO
2在500 °C的反应，得到了亮蓝色的次锰酸钠。[7][3]他也从其氢氧化钠溶液结晶出了十水合物 Na
3MnO
4·10H
2O。

结构和性质

次锰酸根是四面体形的含氧酸根，结构类似硫酸根、锰酸根和高锰酸根。作为d2电子构型的四面体形分子，它在基态下为三线态。[3]

次锰酸根呈亮蓝色，[1]最大吸收光谱λmax = 670 nm（ε = 900 dm3 mol−1 cm−1）。[8][9]

稳定性

次锰酸盐不稳定，会歧化成锰酸盐和二氧化锰。[10][1]在pH 14下，次锰酸盐预测的电极电势如下：[11][12][13]

MnO2−
4 + e− ⇌ MnO3−
4   E = +0.27 V
MnO3−
4 + e− + 2 H2O ⇌ MnO2 + 4 OH−   E = +0.96 V

然而，歧化反应在强碱性环境下（OH−浓度超过5–10 mol/L）会变慢。[1][7]

这个歧化反应被认为有质子化的中间体 HMnO2−
4。[13]它在反应 HMnO2−
4 ⇌ MnO3−
4 + H+中的pKa为13.7 ± 0.2。[14]然而，K3MnO4已经和Ca2Cl(PO4)共结晶，使人们可以研究次锰酸根的紫外-可见分光光度法。[10][15]

制备

次锰酸盐可以由亚硫酸盐、[1]过氧化氢[16]或扁桃酸[9]小心还原锰酸盐而成。

用处

氟化钒酸锶 Sr
5(VO
4)
3F中的一些钒酸根被次锰酸根取代后，可能可用于近红外激光器中。[17]

次锰酸钡 Ba
3(MnO
4)
2有有趣的磁性性质。[18]

相关化合物

次锰酸根的共轭酸次锰酸 H
3MnO
4因为会迅速歧化而无法制备，但其第三酸度系数已通过脉冲辐解技术估计：[14]

HMnO2−
4 ⇌ MnO3−
4 + H+   pKa = 13.7 ± 0.2

次锰酸的环酯被认为是高锰酸盐氧化烯烃的中间体。[9]

参见

参考资料
  1. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. . Oxford: Pergamon. 1984: 1221–22. ISBN 0-08-022057-6..
  2. Reinen, D.; Rauw, W.; Kesper, U.; Atanasov, M.; Güdel, H.U.; Hazenkamp, M.; Oetliker, U. . Journal of Alloys and Compounds (Elsevier BV). 1997, 246 (1-2): 193–208. ISSN 0925-8388. doi:10.1016/s0925-8388(96)02461-9.
  3. zur Loye, K. D.; Chance, W. M.; Yeon, J.; zur Loye, H.-C. . Solid State Sciences. 2014, 37: 86–90. Bibcode:2014SSSci..37...86Z. doi:10.1016/j.solidstatesciences.2014.08.013 可免费查阅.
  4. Dardenne, K.; Vivien, D.; Huguenin, D. . Journal of Solid State Chemistry (Elsevier BV). 1999, 146 (2): 464–472. ISSN 0022-4596. doi:10.1006/jssc.1999.8394.
  5. Grisafe, D.A.; Hummel, F.A. . Journal of Solid State Chemistry (Elsevier BV). 1970, 2 (2): 160–166. ISSN 0022-4596. doi:10.1016/0022-4596(70)90064-2.
  6. Jiang, Peng; Li, Jun; Ozarowski, A.; Sleight, Arthur W.; Subramanian, M. A. . Inorganic Chemistry (American Chemical Society (ACS)). 2013-01-18, 52 (3): 1349–1357. ISSN 0020-1669. doi:10.1021/ic3020332.
  7. Herrman Lux (1946): "Über Salze des fünfwertigen Mangans （页面存档备份，存于）." Zeitschrift für Naturforschung, volume 1, pages 281-283.
  8. Carrington, A.; Symons, M. C. R., , J. Chem. Soc., 1956: 3373–80, doi:10.1039/JR9560003373
  9. Lee, Donald G.; Chen, Tao, , J. Am. Chem. Soc., 1993, 115 (24): 11231–36, doi:10.1021/ja00077a023.
  10. Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey, 4th, New York: Wiley: 746, 1980, ISBN 0-471-02775-8.
  11. Weast, Robert C. (编). 62nd. Boca Raton, FL: CRC Press. 1981: D-134. ISBN 0-8493-0462-8..
  12. , WebElements, [2010-06-26], （原始内容存档于2021-01-17）.
  13. Sekula-Brzezińska, K.; Wrona, P. K.; Galus, Z., , Electrochim. Acta, 1979, 24 (5): 555–63, doi:10.1016/0013-4686(79)85032-X.
  14. Rush, J. D.; Bielski, B. H. J., , Inorg. Chem., 1995, 34 (23): 5832–38, doi:10.1021/ic00127a022.
  15. Carrington, A.; Symons, M. C. R., , J. Chem. Soc., 1956: 3373–80, doi:10.1039/JR9560003373.
  16. Lee, Donald G.; Chen, Tao, , J. Am. Chem. Soc., 1989, 111 (19): 7534–38, doi:10.1021/ja00201a039.
  17. Merkle, Larry D.; Guyot, Yannick; Chai, Bruce H. T. . Journal of Applied Physics (AIP Publishing). 1995-01-15, 77 (2): 474–480. ISSN 0021-8979. doi:10.1063/1.359585.
  18. Stone, M. B.; Lumsden, M. D.; Qiu, Y.; Samulon, E. C.; Batista, C. D.; Fisher, I. R. . Physical Review B (American Physical Society (APS)). 2008-04-02, 77 (13). ISSN 1098-0121. doi:10.1103/physrevb.77.134406.
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