マンガン (Mn)

原子番号25
原子量54.9380443 u
分類遷移金属
電子配置[Ar] 3d⁵ 4s²
外観銀色の金属光沢
密度(STP)7470 g/L
融点1519 K
沸点2334 K
電気陰性度1.55 (ポーリング)
イオン化エネルギー717.3 kJ/mol
原子半径140 pm
結晶構造体心立方
発見者トルビョルン・ベリマン (1774)

概要

マンガン(Mn)は硬くてもろい銀灰色の遷移金属で、鉄鋼生産に不可欠であり、生化学的にも重要な役割を担っています。地殻中で12番目に豊富な元素です。マンガン(Mn)の主な特徴は以下のとおりです。

用途:主に鉄鋼生産(脱酸剤および合金元素。事実上すべての鋼にマンガンが含まれる)に使われるほか、アルミニウム合金、乾電池(二酸化マンガン)、肥料、顔料(過マンガン酸塩、マンガンバイオレット)、化学プロセスの触媒にも使われます。

製造/抽出:軟マンガン鉱などの酸化マンガン鉱石を、アルミニウムや炭素で還元して抽出します。主な生産国は南アフリカ、オーストラリア、中国、ガボンです。深海のマンガン団塊は、未開発の膨大な資源です。

歴史:古代には軟マンガン鉱として知られていました(ガラスの消色や着色に使用)。1774年、スウェーデンでヨハン・ゴットリーブ・ガーンが金属として単離しました。名前はラテン語の「magnes」(磁石)に由来しますが、マンガン自体は強い磁性を持ちません。

健康への影響と安全性:人間にとって必須の微量元素です(骨の形成、代謝、抗酸化機能に必要)。欠乏も過剰もどちらも有害で、マンガン中毒(マンガニズム)はパーキンソン病に似た神経症状を引き起こします。鉱業や溶接における職業的曝露が懸念されています。

価格/市場:価格は鉄鋼業の需要に連動しています。電池用の電解二酸化マンガン(EMD)は高値で取引されます。リチウムイオン電池の正極材としてのマンガンへの関心が高まっています。

性質:複数の酸化数(+2〜+7)をとり、もろく融解しにくく、水とゆっくり反応し、空気中で酸化しやすく、常磁性を示し、さまざまな酸化数で色のついた化合物を形成します。

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周期表