酸化マンガン(III)
| 酸化マンガン(III) | |
|---|---|
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別称 dimanganese trioxide, manganese sesquioxide, manganic oxide | |
| 識別情報 | |
| CAS登録番号 | 1317-34-6 
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| PubChem | 14827 |
| RTECS番号 | OP915000 |
| 特性 | |
| 化学式 | Mn2O3 |
| モル質量 | 157.8743 g/mol |
| 外観 | 褐色または黒色の結晶 |
| 密度 | 9.53 g/cm3 (α型) 9.6 g/cm3 (β型) |
| 融点 |
888 ℃ (α型) |
| 水への溶解度 | 0.00504 g/100 mL (α型) 0.01065 g/100 mL (β型) |
| 溶解度 | アルコール、アセトンに溶けない 酸、塩化アンモニウムに溶ける |
| 構造 | |
| 結晶構造 | 立方晶, cI80[1] |
| 空間群 | Ia-3, No. 206 |
| 熱化学 | |
| 標準生成熱 ΔfH |
−971 kJ·mol−1[2] |
| 標準モルエントロピー S |
110 J·mol−1·K−1[2] |
| 危険性 | |
| NFPA 704 |
 0
1
0
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| 関連する物質 | |
| その他の陰イオン | フッ化マンガン(III), 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) |
| 関連物質 | 酸化マンガン(II), 二酸化マンガン |
| 特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。 | |
酸化マンガン(III)は、組成式がMn2O3で表される化合物である。
天然には、ビクスビ鉱（Bixbyite-(Mn)）として産出する。
性質
[編集]二酸化マンガンを空気中で800℃以下で熱するとα-Mn2O3が生成する（より高い温度では酸化マンガン(II,III)：Mn3O4が生成する）[3]。γ-Mn2O3は水酸化マンガン(II)を脱水および酸化することで合成できる[3]。数種のナノ結晶Mn2O3の合成法が報告されており、例えば、MnII塩の酸化またはMnO2の還元がある[4][5][6]。
酸化マンガン(III)はアルカリセル中で酸化還元させることにより合成する。
酸化マンガン(III)はオキシ水酸化マンガン(III)（MnOOH）と混同してはならない。Mn2O3はMnO2を熱することで生成される化合物であるが、それとは逆に、MnOOHは300℃で分解してMnO2を生成する化合物である[7]。
構造
[編集]Mn2O3は他の遷移金属酸化物と異なり、コランダム（Al2O3）構造をとらない[3]。一般に、α-Mn2O3とγ-Mn2O3の二種が構造が知られているが[8]、高圧条件ではCaIrO3構造が報告されている[9]。α-Mn2O3はC型希土類セスキ酸化物の立方晶系鉄マンガン鉱構造をとる(ピアソン記号 cI80, 空間群 Ia3, #206)。 この鉄マンガン鉱構造では少量のFe3+の存在が斜方晶系のMn2O3を安定化させている(ピアソン記号 oP24,空間群 Pbca, #61)[10]。
γ-Mn2O3は酸化物イオンが立方最密構造をとる酸化マンガン(II,III)のスピネル構造に相関している。これは、γ-Fe2O3とFe3O4の関係に似ている[8]。γ-Mn2O3はネール温度39Kでフェリ磁性である[11]。
出典
[編集]- ^ Otto H.H., Baltrasch R., Brandt H.J. (1993). “Further evidence for Tl3+ in Tl-based superconductors from improved bond strength parameters involving new structural data of cubic Tl2O3”. Physica C 215: 205. doi:10.1016/0921-4534(93)90382-Z.
- ^ a b Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. p. A22. ISBN 0-618-94690-X
- ^ a b c グリーンウッド, ノーマン; アーンショウ, アラン (1997). Chemistry of the Elements (英語) (2nd ed.). バターワース＝ハイネマン. ISBN 978-0-08-037941-8。
- ^ Shuijin Lei, Kaibin Tang, Zhen Fang, Qiangchun Liu, Huagui Zheng (2006). “Preparation of α-Mn2O3 and MnO from thermal decomposition of MnCO3 and control of morphology”. Materials Letters 60: 53. doi:10.1016/j.matlet.2005.07.0.
- ^ Zhong-Yong Yuan, Tie-Zhen Ren, Gaohui Du, Bao-Lian Su (2004). “A facile preparation of single-crystalline α-Mn2O3 nanorods by ammonia-hydrothermal treatment of MnO2”. Chemical Physics Letters 389: 83. doi:10.1016/j.cplett.2004.03.064.
- ^ Navin Chandra, Sanjeev Bhasin, Meenakshi Sharma and Deepti Pal (2007). “A room temperature process for making Mn2O3 nano-particles and γ-MnOOH nano-rods”. Materials Letters 61 (17): 3728. doi:10.1016/j.matlet.2006.12.024.
- ^ Thomas Kohler, Thomas Armbruster, Eugen Libowitzky (1997). “Hydrogen Bonding and Jahn-Teller Distortion in Groutite,α-MnOOH, and Manganite,γ-MnOOH, and Their Relations to the Manganese Dioxides Ramsdellite and Pyrolusite”. Journal of Solid State Chemistry 133 (2): 486–500. doi:10.1006/jssc.1997.7516.
- ^ a b Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
- ^ High Pressure Phase transition in Mn2O3 to the CaIrO3-type Phase Santillan, J.; Shim, S. American Geophysical Union, Fall Meeting 2005, abstract #MR23B-0050
- ^ Geller S. (1971). “Structure of α-Mn2O3, (Mn0.983Fe0.017)2O3 and (Mn0.37Fe0.63)2O3 and relation to magnetic ordering”. Acta Cryst B27 (4): 821. doi:10.1107/S0567740871002966.
- ^ Kim S. H, Choi B. J,Lee G.H., Oh S. J., Kim B., Choi H. C., Park J, Chang Y. (2005). “Ferrimagnetism in γ-Manganese Sesquioxide (γ−Mn2O3) Nanoparticles”. Journal of the Korean Physical Society 46 (4): 941.