25MnMangan

Mangan [maŋˈɡaːn] ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Mn und der Ordnungszahl 25. Im Periodensystem steht es in der 7. Nebengruppe (7. IUPAC-Gruppe), der Mangangruppe. Mangan ist ein silberweißes, hartes, sehr sprödes Übergangsmetall, das in manchen Eigenschaften dem Eisen ähnelt.

Mangan kommt in der Natur vorwiegend als Braunstein vor und wird in großen Mengen abgebaut. 90 % des abgebauten Mangans werden in der Stahlindustrie in Form von Ferromangan als Legierungsbestandteil von Stahl eingesetzt. Dabei entzieht es dem Stahl Sauerstoff und Schwefel und verbessert gleichzeitig die Durchhärtung. Wirtschaftlich wichtig ist zudem Mangan(IV)-oxid, das als Kathode in Alkali-Mangan-Batterien eingesetzt wird.

Das Element besitzt eine hohe biologische Bedeutung als Bestandteil verschiedener Enzyme. So wirkt es an einer zentralen Stelle im Photosynthese-Zyklus, wo ein Mangan-Calcium-Cluster für die Reduktion von Wasser zu Sauerstoff verantwortlich ist.

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Atomare Eigenschaften

Relative Atommasse54,938 ±2·10-6
Atommasse54,938 u

Atomradien

Radius (empirisch)127 pm
Radius (berechnet)161 pm
Kovalenter Radius139 ±5 pm

Atomhülle

ElektronenkonfigurationAr 3d5 4s2
Ionisierungsenergie(1.) 7,4340379 eV
(2.) 15,63999 eV
(3.) 33,668 eV
(4.) 51,21 eV
(5.) 72,41 eV
Schalenmodell
Elektronen
k-Schale:2
l-Schale:8
m-Schale:13
n-Schale:2

Physikalische Eigenschaften

Aggregatzustandfest
Dichte7,43 g·cm−3 (298,1 K)
Molares Volumen7,35·10-6 m3·mol−1
Schallgeschwindigkeit5.150 m·s−1 (293,1 K)

Temperaturen

Schmelzpunkt1.519 K
Siedepunkt2.334 K
Flüssigkeitsbereich815 K

Enthalpien

Schmelzenthalpie13,2 kJ·mol-1
Verdampfungsenthalpie220 kJ·mol-1
Bindungsenergie281 kJ·mol-1

Wärme und Leitfähigkeit

Spezifische Wärmekapazität479,5 J·kg−1·K−1
Wärmeleitfähigkeit7,8 W·m-1·K-1
Ausdehnungskoeffizient2,17·10-5 K-1
Austrittsarbeit4,1 eV

Härten

Mohshärte6
Brinellhärte196 NM·m-2

Elastizitätseigenschaften

Youngscher Modul198 GPa
Kompressionsmodul120 GPa

Elektrische Eigenschaften

Elektrische Leitfähigkeit694.000 S·m-1
Wiederstand1,44·10-6 Ωm

Magnetismus

Magnetismusantiferromagnetisch
Magnetische Suszeptibilität5,29·10-4 cm3·mol−1 (293 K)

Chemische Eigenschaften

Basizitätstark sauer
Oxidationszustand1, 2, 3, 4, (5), 6, 7
Normalpotential-1,18 V (Mn2+ + 2e- → Mn)

Elektronegativität

Pauling-Skala1,55
Sanderson-Skala2,2
Allred-Rochow-Skala1,6
Ghosh-Gupta-Skale3,434 eV
Nagle-Skale1,36
Pearson-Skale3,72 eV

Weitere Eigenschaften

Natürliches Vorkommenprimordial
Kristallstrukturkubisch-körperzentriert
Goldschmidt-Klassifikationsiderophil
Supraleiterohne Sprungtemperatur
Preis/kg1,82 USD

Natürliche Häufigkeiten

satellite_alt
Universum
8.000 ppb ≈ 8,04·1013 M☉
sunny
Sonne
10.000 ppb ≈ 1,98·1013 Mt
destruction
Meteorit
2,8·106 ppb ≈ 2,8 kg
public
Erdkruste
1,1·106 ppb ≈ 3,04·107 Mt
water_drop
Ozeane
2 ppb ≈ 2,74 Gt
waves
Fließendes Gewässer
5 ppb ≈ 80 kt
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Menschlicher Körper
200 ppb ≈ 14 mg