Tính chất vật lý

Mangan là kim loại màu trắng xám, giống sắt. Nó là kim loại cứng và rất giòn, khó nóng chảy, nhưng lại bị oxy hóa dễ dàng. Mangan kim loại chỉ có từ tính sau khi đã qua xử lý đặc biệt.[1] Kim loại mangan và các ion phổ biến của nó có tính chất thuận từ.[2]

Đồng vị

Mangan tự nhiên là bao gồm 1 đồng vị bền 55Mn. 18 đồng vị phóng xạ đã được miêu tả đặc điểm trong đó đồng vị phóng xạ ổn định nhất là 53Mn có chu kì bán rã 3,7 triệu năm, 54Mn có chu kì bán rã 312,3 ngày, và 52Mn là 5,591 ngày. Tất cả các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kì bán rã nhỏ hơn 3 giờ và phần lớn trong số này có chu kì bán rã nhỏ hơn 1 phút. Nguyên tố này cũng có 3 trạng thái meta state.[3]

Mangan là một phần trong nhóm các nguyên tố sắt, chúng được cho là đã được tổng hợp trong các sao lớn trong thời gian ngắn trước khi xảy ra vụ nổ siêu tân tinh.53Mn phân rã thành 53Cr với chu kì bán rã 3,7 triệu năm. Do nó có chu kì bán rã tương đối ngắn, 53Mn chỉ có một ít trong các đá do phản ứng của các tia vũ trụ lên sắt.[4] Các thành phần đồng vị mangan đặc biệt kết hợp với các hợp phần đồng vị crom và đã có những ứng dụng trong địa chất đồng vị và định tuổi đồng vị phóng xạ. Tỉ số đồng vị Mn–Cr cùng với bằng chứng từ 26Al và 107Pd về lịch sử ban đầu của Hệ Mặt Trời. Sự biến động về tỉ số 53Cr/52Cr và Mn/Cr trong một số thiên thạch ám chỉ tỉ số 53Mn/55Mn ban đầu rằng thành phần đồng vị Mn–Cr phải là kết quả tại chỗ của việc phân rã 53Mn trong các thiên thể phân dị. Do đó 53Mn cung cấp bằng chứng bổ sung cho quá trình tổng hợp hạt nhân tức thì trước sự hóa hợp của Hệ Mặt Trời.[3]

Các đồng vị của mangan xếp theo khối lượng nguyên tử từ 46 u (46Mn) đến 65 u (65Mn). Cơ chế phân rã ban đầu trước đồng vị bền phổ biến nhất 55Mn, là bắt electron và cơ chế phân rã ban đầu sau đó là phân rã beta.[3]

Tính chất hóa học

Trạng thái oxy hóa phổ biến của nó là +2, +3, +4, +6 và +7, mặc dù trạng thái oxy hóa từ +1 đến +7 đã được ghi nhận. Mn2+ thường tương tác với Mg2+ trong các hệ thống sinh học, và các hợp chất có mangan mang trạng thái oxy hóa +7 là những tác nhân oxy hóa mạnh như Mn2O7.[1] Các hợp chất có trạng thái oxy hóa +5 (lam) và +6 (lục) là các chất oxy hóa mạnh.

Trạng thái oxy hóa ổn định nhất là mangan +2, nó có màu hồng nhạt, và một số hợp chất mangan (II) đã được biết như mangan(II) sulfat (MnSO4) và mangan(II) chloride (MnCl2). Trạng thái oxy hóa này cũng được gặp trong khoáng rhodochrosit, (mangan(II) cacbonat). Trạng thái oxy hóa +2 là trạng thái được sử dụng trong các sinh vật sống cho chức năng cảm giác; các trạng thái khác đều là chất độc đối với cơ thể con người.[5]