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次锰酸盐

次锰酸根，又称锰(V)酸根，是一种锰的含氧酸根（英语：Oxyanion），化学式 MnO3−
4，次锰酸盐则是这种阴离子形成的盐。

次锰酸盐
英文名 Hypomanganate
别名 锰(V)酸盐
识别
CAS号 14333-15-4  checkY
性质
化学式 MnO3−
4
摩尔质量 118.94 g·mol⁻¹
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

次锰酸盐通常是亮蓝色的。[1][2]最著名的次锰酸盐是次锰酸钾 K
3MnO
4，但次锰酸钠 Na
3MnO
4、次锰酸钡 Ba
3(MnO
4)
2和钾钡盐 KBaMnO
4都是已知的。[3]在磷灰石[4][5]和钙铁铝石（英语：brownmillerite）[6]的人造变种中，次锰酸根可以取代其中的磷酸根 PO3−
4。

历史

次锰酸根于1946年由Hermann Lux首次报告。他通过氧化钠 Na
2O、二氧化锰 MnO
2和亚硝酸钠 NaNO
2在500 °C的反应，得到了亮蓝色的次锰酸钠。[7][3]他也从其氢氧化钠溶液结晶出了十水合物 Na
3MnO
4·10H
2O。

结构和性质

次锰酸根是四面体形的含氧酸根（英语：Oxyanion），结构类似硫酸根、锰酸根和高锰酸根。作为d2电子构型的四面体形分子，它在基态下为三线态。[3]

次锰酸根呈亮蓝色，[1]最大吸收光谱λmax = 670 nm（ε = 900 dm3 mol−1 cm−1）。[8][9]

稳定性

次锰酸盐不稳定，会歧化成锰酸盐和二氧化锰。[10][1]在pH 14下，次锰酸盐预测的电极电势（英语：electrode potential）如下：[11][12][13]

MnO2−
4 + e− ⇌ MnO3−
4   E = +0.27 V
MnO3−
4 + e− + 2 H2O ⇌ MnO2 + 4 OH−   E = +0.96 V

然而，歧化反应在强碱性环境下（OH−浓度超过5–10 mol/L）会变慢。[1][7]

这个歧化反应被认为有质子化的中间体 HMnO2−
4。[13]它在反应 HMnO2−
4 ⇌ MnO3−
4 + H+中的pKa为13.7 ± 0.2。[14]然而，K3MnO4已经和Ca2Cl(PO4)共结晶，使人们可以研究次锰酸根的紫外-可见分光光度法。[10][15]

制备

次锰酸盐可以由亚硫酸盐、[1]过氧化氢[16]或扁桃酸[9]小心还原锰酸盐而成。

用处

氟化钒酸锶 Sr
5(VO
4)
3F中的一些钒酸根被次锰酸根取代后，可能可用于近红外激光器中。[17]

次锰酸钡 Ba
3(MnO
4)
2有有趣的磁性性质。[18]

相关化合物

次锰酸根的共轭酸次锰酸 H
3MnO
4因为会迅速歧化而无法制备，但其第三酸度系数已通过脉冲辐解技术估计：[14]

HMnO2−
4 ⇌ MnO3−
4 + H+   pKa = 13.7 ± 0.2

次锰酸的环酯被认为是高锰酸盐氧化烯烃的中间体。[9]

参见

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements. Oxford: Pergamon. 1984: 1221–22. ISBN 0-08-022057-6. .
  2. ^ Reinen, D.; Rauw, W.; Kesper, U.; Atanasov, M.; Güdel, H.U.; Hazenkamp, M.; Oetliker, U. Colour, luminescence and bonding properties of tetrahedrally coordinated chromium(IV), manganese(V) and iron(VI) in various oxide ceramics. Journal of Alloys and Compounds (Elsevier BV). 1997, 246 (1-2): 193–208. ISSN 0925-8388. doi:10.1016/s0925-8388(96)02461-9. 
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