แมงกานีส(II) ออกไซด์

ชื่อ
ชื่อ IUPAC แมงกานีส(II) ออกไซด์
ชื่ออื่นๆ แมงกานีสออกไซด์แมงกาโนไซต์แมงกานีสโมโนออกไซด์ออกโซแมงกานีส
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	1344-43-0 วาย
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
เคมสไปเดอร์	14234
บัตรข้อมูล ECHA	100.014.269
หมายเลข EC	215-695-8
PubChem CID	14940
หมายเลข RTECS	โอพี0900000
มหาวิทยาลัย	64J2OA7MH3 วาย
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID5042110
อินชิ InChI=1S/Mn.O คีย์: VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N
รอยยิ้ม [Mn+2].[O-2]
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	เอ็มเอ็นโอ
มวลโมลาร์	70.9374 กรัม/โมล
รูปร่าง	ผลึกหรือผงสีเขียว
ความหนาแน่น	5.43 กรัม/ซม³
จุดหลอมเหลว	1,945 องศาเซลเซียส (3,533 องศาฟาเรนไฮต์; 2,218 เคลวิน)
ความสามารถในการละลายในน้ำ	ไม่ละลาย
ความสามารถในการละลาย	ละลายได้ในกรด
ความไวต่อสนามแม่เหล็ก (χ)	+4850.0·10 −6 cm 3 /mol
ดัชนีหักเห ( n D )	2.16
โครงสร้าง
โครงสร้างผลึก	ฮาไลต์ (ลูกบาศก์), cF8
กลุ่มอวกาศ	Fm 3ม., หมายเลข 225
เรขาคณิตเชิงพิกัด	ทรงแปดเหลี่ยม (Mn 2+ ); ทรงแปดเหลี่ยม (O 2− )
เทอร์โมเคมี
เอนโทรปีโมลาร์มาตรฐาน( S ⦵ 298 )	60 J·mol −1 ·K −1 [ 1 ]
เอนทาลปีมาตรฐานของการเกิด(Δ f H ⦵ 298 )	−385 kJ·mol −1 [ 1 ]
อันตราย
NFPA 704 (สัญลักษณ์รูปเพชรกันไฟ)	1 0 0
จุดวาบไฟ	ไม่ติดไฟ
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง
แอนไอออนอื่นๆ	แมงกานีส(II) ฟลูออไรด์แมงกานีส(II) ซัลไฟด์แมงกานีส(II) ซีลีไนด์แมงกานีส(II) เทลลูไรด์
ไอออนบวกอื่นๆ	เหล็ก(II) ออกไซด์
แมงกานีสออกไซด์ที่เกี่ยวข้อง	แมงกานีส(II,III) ออกไซด์แมงกานีส(III) ออกไซด์แมงกานีสไดออกไซด์แมงกานีสเฮปทอกไซด์
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) วาย ตรวจสอบ  (คืออะไร   ?) วายเอ็น ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

แมงกานีส(II) ออกไซด์ เป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่มีสูตรเคมี MnO ^{[ 2 ]}มีลักษณะเป็นผลึกสีเขียว สารประกอบนี้ผลิตในปริมาณมากเพื่อใช้เป็นส่วนประกอบของปุ๋ยและ สารเติม แต่ง อาหาร

เช่นเดียวกับโลหะโมโนออกไซด์หลายชนิด MnO มีโครงสร้างแบบร็อคซอลต์โดยที่แคตไอออนและแอนไอออนต่างก็มีการประสานงานแบบทรงแปดเหลี่ยม นอกจากนี้ เช่นเดียวกับโลหะออกไซด์หลายชนิด แมงกานีส(II) ออกไซด์มักจะไม่เป็นสัดส่วนที่แน่นอนกล่าวคือ องค์ประกอบของมันสามารถแตกต่างกันไปตั้งแต่ MnO ถึงMnO _1.045 ^{[ 3 ]}

แมงกานีส(II) ออกไซด์จะเกิดปฏิกิริยาเคมีตามแบบฉบับของออกไซด์ไอออนิก เมื่อได้รับการบำบัดด้วยกรด จะเปลี่ยนเป็นเกลือแมงกานีส(II) ที่สอดคล้องกัน^{[ 3 ]}การออกซิเดชันของแมงกานีส(II) ออกไซด์จะให้แมงกานีส(III)ออกไซด์

MnO เกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปของแร่แมงกาโนไซต์ซึ่ง เป็น แร่ หายาก มีการเตรียมในเชิงพาณิชย์โดยการลด MnO ₂ด้วยไฮโดรเจนคาร์บอนมอนอกไซด์หรือมีเทนเช่น^{[ 2 ]}

MnO ₂ + H ₂ → MnO + H ₂ O

MnO ₂ + CO → MnO + CO ₂

เมื่อให้ความร้อนถึง 450  °C แมงกานีส(II) ไนเตรตจะให้ส่วนผสมของออกไซด์ ซึ่งเรียกว่า MnO _2−xซึ่งสามารถลดลงเป็นโมโนออกไซด์ด้วยไฮโดรเจนที่อุณหภูมิ ≥750  °C ^{[ 4 ]} MnO มีความเสถียรเป็นพิเศษและต้านทานการลดลงเพิ่มเติม^{[ 5 ]} นอกจากนี้ยังสามารถเตรียม MnO ได้โดยการให้ความร้อนคาร์บอเนต: ^{[ 6 ]}

MnCO ₃ → MnO + CO ₂

กระบวนการ เผานี้ดำเนินการในสภาวะปราศจากออกซิเจนเพื่อ _{ป้องกัน}การ_เกิด Mn₂O₃

เส้นทางทางเลือกที่น่าสนใจที่สุดสำหรับการสาธิตคือ "วิธีออกซาเลต" ซึ่งสามารถนำไปใช้กับการสังเคราะห์เฟอร์รัสออกไซด์และสแตนนัสออกไซด์ ได้เช่นกัน โดย เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนในบรรยากาศที่ปราศจากออกซิเจน (มักจะเป็น CO2 ₎ของแมงกานีส(II) ออกซาเลตไฮเดรต : ^{[ 7 ]}

MnC ₂ O ₄ ·2H ₂ O → MnO + CO ₂ + CO + 2 H ₂ O

MnO ร่วมกับแมงกานีสซัลเฟตเป็นส่วนประกอบของปุ๋ยและสารเติมแต่งอาหาร มีการบริโภคหลายพันตันต่อปีเพื่อวัตถุประสงค์นี้ การใช้งานอื่นๆ ได้แก่ตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิตแอลลิลแอลกอฮอล์การให้สีเซรามิกและสีทา การให้สีแก้ว การฟอกไขมันสัตว์ และการพิมพ์สิ่งทอ^{[ 2 ]}

ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 118 K, MnO จะเป็นแอนติเฟอร์โรแมกเนติก [ ^{3 ] MnO}มีความโดดเด่นในฐานะที่เป็นหนึ่งในสารประกอบแรกๆ^{[ 8 ]}ที่มีโครงสร้างแม่เหล็กที่ถูกกำหนดโดยการเลี้ยวเบนของนิวตรอนรายงานดังกล่าวปรากฏในปี 1951 ^{[ 9 ]}การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าไอออน Mn ²⁺ก่อตัวเป็นโครงสร้างย่อยแม่เหล็กแบบลูกบาศก์ที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่หน้า โดยมีแผ่นที่เชื่อมต่อกันแบบเฟอร์โรแมกเนติกซึ่งขนานกับแผ่นที่อยู่ติดกัน

เช่นเดียวกับNiO , MnO จัดเป็นวัสดุที่มีความสัมพันธ์กันอย่างมากเนื่องจากสถานะ 3d เฉพาะที่เกี่ยวข้องกับอะตอม Mn และเป็นฉนวนไฟฟ้า^{[ 10 ] [ 11 ]}การประมาณค่าแบบดั้งเดิมของฟังก์ชันการแลกเปลี่ยน-ความสัมพันธ์ในทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่น (DFT)เช่น การประมาณความหนาแน่นสปินเฉพาะที่ (LSDA) ประเมินค่าช่องว่างพลังงานของวัสดุต่ำกว่าความเป็นจริงอย่างมาก และอาจทำนายว่าวัสดุนั้นเป็นโลหะได้ ขึ้นอยู่กับการเลือกการกำหนดค่าแม่เหล็ก^{[ 10 ] [ 12 ]}อย่างไรก็ตาม คำอธิบายโครงสร้างอิเล็กตรอน ของวัสดุที่ดีขึ้น เช่น ฟังก์ชันการแลกเปลี่ยน-ความสัมพันธ์แบบไฮบริด DFT+U ^{[ 13 ]}การประมาณค่า GW ^{[ 12 ]} DFT ที่แก้ไขการโต้ตอบด้วยตนเอง^{[ 14 ]}หรือทฤษฎีคลัสเตอร์แบบคู่^{[ 15 ]}ล้วนสามารถกู้คืนช่องว่างพลังงานได้ด้วยความแม่นยำที่ดีขึ้นอย่างมาก นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าวิธีการปรับปรุงดังกล่าวสามารถทำนายช่องว่างของแถบพลังงานได้โดยไม่คำนึงถึงการเลือกสถานะแม่เหล็ก^{[ 16 ]}