七氧化二锰
| 七氧化二锰 | |
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| IUPAC名 氧化锰(VII) Manganese heptoxide | |
| 识别 | |
| CAS号 | 12057-92-0 
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| PubChem | 13879826 |
| SMILES |
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| EINECS | 235-025-8 |
| 性质 | |
| 化学式 | Mn2O7 |
| 摩尔质量 | 221.87 g·mol⁻¹ |
| 外观 | 暗红色油状液体，接触浓硫酸后变为墨绿色 |
| 密度 | 2.79 g/mL |
| 熔点 | 5.9 °C |
| 沸点 | −10 °C时升华 加热时爆炸 |
| 溶解性（水） | 分解 |
| 结构 | |
| 晶体结构 | 单斜 |
| 配位几何 | 两个Mn原子为四面体 |
| 危险性 | |
| 主要危害 | 爆炸性、强氧化性 |
| 相关物质 | |
| 相关化学品 | 七氧化二锝、七氧化二铼、高锰酸 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
七氧化二锰，又称高锰酸酐，是锰（VII）的氧化物，化学式为Mn2O7。为酸性氧化物。可溶于四氯化碳。这种物质在1860年最先被提出。由于其化学性质极不稳定且易爆，故很少直接制取。
制备
[编辑]
该反应机理为：硫酸先与高锰酸钾发生复分解反应生成高锰酸与硫酸氢钾，浓硫酸又将高锰酸中的水脱去，得到七氧化二锰
结构
[编辑]晶体的七氧化二锰呈暗绿色。在反射光下它呈绿色；而在透射光下呈红色。能溶于四氯化碳，与水接触时反应。在5.9 °C时七氧化二锰即熔化，其固态在 −10 °C时升华。这些性质都表明七氧化二锰存在非极性键，这在后来被其结构所证实。七氧化二锰的分子由一对共用顶点的四面体结构构成。四面体的顶点为氧原子，而其中心为两个七价的锰原子。结构简式O3Mn-O-MnO3可以体现出其分子的连通性。分子末端的Mn-O键长1.585Å，而起连接作用的氧原子距两个锰原子均为1.77 Å。Mn−O−Mn键之间的角度为120.7°。[1]
在七氧化二锰中，锰元素显最高化合价+7价。
与七氧化二锰一样，焦硫酸根离子、焦磷酸根离子和重铬酸根离子等都有类似的结构，而其中最为相似的为七氧化二氯。Tc2O7与Mn2O7结构上也很相似，但七氧化二锝的Tc−O−Tc键之间的角度为180°。固态的Re2O7不是由分子构成，但它也由一个交联的铼原子中心与四面体及八面体结构构成[2]；而在气态中它由分子构成且结构与Tc2O7相似。[3]
性质
[编辑]七氧化二锰是一种强氧化剂。它常温下极不稳定，在55°C时分解，生成MnO2和O2。[4] 分解时也会产生少量臭氧。它在95 °C或真空中10 °C爆炸。[5]
七氧化二锰可与硫酸进一步反应，生成MnO3+离子：
七氧化二锰可以与水剧烈反应生成高锰酸：
但由于反应极为剧烈，且有爆炸的风险，故这种方法很少用于实验室的高锰酸制取。
七氧化二锰能与许多有机物发生爆炸性反应，如淀粉或其他碳水化合物。
参考文献
[编辑]- ^ Simon, Arndt; Dronskowski, Richard; Krebs, Bernt; Hettich, Bernhard. The Crystal Structure of Mn2O7. Angewandte Chemie International Edition in English. 1987-02, 26 (2): 139–140. ISSN 0570-0833. doi:10.1002/anie.198701391 （英语）.
- ^ Krebs, B.; Mueller, A.; Beyer, H. H. The Crystal Structure of Rhenium(VII) Oxide. Inorganic Chemistry. 1969, 8 (3): 436–443. doi:10.1021/ic50073a006.
- ^ Wells A.F. (1962) Structural Inorganic Chemistry 3d edition Oxford University Press
- ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
- ^ Kemmitt, R.D.W.; Peacock, R.D. The Chemistry of Manganese, Technetium and Rhenium: Pergamon Texts in Inorganic Chemistry. Elsevier Science. 2016: 805 [2021-11-08]. ISBN 978-1-4831-3806-0. （原始内容存档于2022-04-23）.