七氧化二錳
| 七氧化二錳 | |
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| IUPAC名 氧化錳(VII) Manganese heptoxide | |
| 識別 | |
| CAS號 | 12057-92-0 
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| PubChem | 13879826 |
| SMILES |
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| EINECS | 235-025-8 |
| 性質 | |
| 化學式 | Mn2O7 |
| 摩爾質量 | 221.87 g·mol⁻¹ |
| 外觀 | 暗紅色油狀液體，接觸濃硫酸後變為墨綠色 |
| 密度 | 2.79 g/mL |
| 熔點 | 5.9 °C |
| 沸點 | −10 °C時升華 加熱時爆炸 |
| 溶解性（水） | 分解 |
| 結構 | |
| 晶體結構 | 單斜 |
| 配位幾何 | 兩個Mn原子為四面體 |
| 危險性 | |
| 主要危害 | 爆炸性、強氧化性 |
| 相關物質 | |
| 相關化學品 | 七氧化二鍀、七氧化二錸、高錳酸 |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
七氧化二錳，又稱高錳酸酐，是錳（VII）的氧化物，化學式為Mn2O7。為酸性氧化物。可溶於四氯化碳。這種物質在1860年最先被提出。由於其化學性質極不穩定且易爆，故很少直接製取。
製備
該反應機理為：硫酸先與高錳酸鉀發生複分解反應生成高錳酸與硫酸氫鉀，濃硫酸又將高錳酸中的水脫去，得到七氧化二錳
結構
晶體的七氧化二錳呈暗綠色。在反射光下它呈綠色；而在透射光下呈紅色。能溶於四氯化碳，與水接觸時反應。在5.9 °C時七氧化二錳即熔化，其固態在 −10 °C時升華。這些性質都表明七氧化二錳存在非極性鍵，這在後來被其結構所證實。七氧化二錳的分子由一對共用頂點的四面體結構構成。四面體的頂點為氧原子，而其中心為兩個七價的錳原子。結構簡式O3Mn-O-MnO3可以體現出其分子的連通性。分子末端的Mn-O鍵長1.585Å，而起連接作用的氧原子距兩個錳原子均為1.77 Å。Mn−O−Mn鍵之間的角度為120.7°。[1]
在七氧化二錳中，錳元素顯最高化合價+7價。
與七氧化二錳一樣，焦硫酸根離子、焦磷酸根離子和重鉻酸根離子等都有類似的結構，而其中最為相似的為七氧化二氯。Tc2O7與Mn2O7結構上也很相似，但七氧化二鍀的Tc−O−Tc鍵之間的角度為180°。固態的Re2O7不是由分子構成，但它也由一個交聯的錸原子中心與四面體及八面體結構構成[2]；而在氣態中它由分子構成且結構與Tc2O7相似。[3]
性質
七氧化二錳是一種強氧化劑。它常溫下極不穩定，在55°C時分解，生成MnO2和O2。[4] 分解時也會產生少量臭氧。它在95 °C或真空中10 °C爆炸。[5]
七氧化二錳可與硫酸進一步反應，生成MnO3+離子：
七氧化二錳可以與水劇烈反應生成高錳酸：
但由於反應極為劇烈，且有爆炸的風險，故這種方法很少用於實驗室的高錳酸製取。
七氧化二錳能與許多有機物發生爆炸性反應，如澱粉或其他碳水化合物。
參考文獻
- ^ 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 （英語）.
- ^ 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. （原始內容存檔於2022-04-23）.