मँगनीज (Mn) उजळणी मार्गदर्शक

अणू मॉडेल तपशील

मँगनीज (Mn) हे 25 अणुअंक असलेले एक रासायनिक मूलद्रव्य आहे.

• अणुअंक (Z): 25
• द्रव्यमान संख्या (A): अंदाजे 55 (विशेषतः, सर्वात जास्त आढळणाऱ्या समस्थानिकासाठी, $^\{55\}$Mn, ते 54.9380 u आहे).
• प्रोटॉन: 25
• इलेक्ट्रॉन: 25 (तटस्थ अणूमध्ये)
• न्यूट्रॉन: 30 ($^\{55\}$Mn समस्थानिकासाठी, A - Z = 55 - 25 असे मोजले जाते)
• अणू त्रिज्या (धातूची): 127 pm (पिकोमीटर)
• अणू त्रिज्या (सहसंयोजक): 139 pm

इलेक्ट्रॉनिक संरूपण आणि कक्षा आकृती

मँगनीज आवर्त सारणीतील d-ब्लॉक मूलद्रव्यांपैकी, विशेषतः गट 7, आवर्त 4 मध्ये येते.

• पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक संरूपण: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^5 4s^2$
• संक्षिप्त इलेक्ट्रॉनिक संरूपण: $[Ar] 3d^5 4s^2$

कक्षा आकृती (Shell Diagram) प्रतिनिधित्व: इलेक्ट्रॉन केंद्रकाभोवतीच्या समकेंद्री कक्षांमध्ये खालीलप्रमाणे विभागलेले आहेत:

• K-कक्षा (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन ($1s^2$)
• L-कक्षा (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन ($2s^2 2p^6$)
• M-कक्षा (n=3): 13 इलेक्ट्रॉन ($3s^2 3p^6 3d^5$)
• N-कक्षा (n=4): 2 इलेक्ट्रॉन ($4s^2$)

3d उपकक्षेमध्ये पाच अयुग्मित इलेक्ट्रॉन आणि 4s उपकक्षेमध्ये दोन इलेक्ट्रॉनची उपस्थिती हे त्याचे वैशिष्ट्य आहे. अर्ध-भरलेली 3d उपकक्षा ($3d^5$) अणूच्या सापेक्ष स्थिरतेला आणि त्याच्या विविध ऑक्सिडेशन अवस्था दर्शविण्याच्या प्रवृत्तीला हातभार लावते.

आवर्त सारणीतील प्रवृत्ती

आवर्त सारणीतील मँगनीजचे स्थान त्याच्या अनेक मूलभूत रासायनिक गुणधर्मांना निर्धारित करते.

आयनीकरण एन्थाल्पी

आयनिकरण एन्थाल्पी (Ionization enthalpy) म्हणजे वायू अवस्थेतील अणू किंवा आयनमधील इलेक्ट्रॉन काढण्यासाठी लागणारी ऊर्जा.

• पहिली आयनीकरण एन्थाल्पी (IE1): 717 kJ/mol (पहिले इलेक्ट्रॉन काढण्यासाठी लागणारी ऊर्जा, सामान्यतः $4s$ उपकक्षेमधून).
• दुसरी आयनीकरण एन्थाल्पी (IE2): 1509 kJ/mol (दुसरे इलेक्ट्रॉन काढण्यासाठी लागणारी ऊर्जा).
• तिसरी आयनीकरण एन्थाल्पी (IE3): 3248 kJ/mol (तिसरे इलेक्ट्रॉन काढण्यासाठी लागणारी ऊर्जा). तुलनेने उच्च IE3 हे स्थिर अर्ध-भरलेल्या $3d^5$ संरूपणातून इलेक्ट्रॉन काढल्यामुळे होते (जे $4s^2$ आणि एक $3d$ इलेक्ट्रॉन काढल्यानंतर प्राप्त होते).

विद्युतऋणता

विद्युतऋणता (Electronegativity) म्हणजे अणूची सामायिक इलेक्ट्रॉन जोडी आकर्षित करण्याची प्रवृत्ती मोजणे.

• पॉलिंग स्केल विद्युतऋणता: 1.55 मँगनीजची विद्युतऋणता मध्यम असते, जी संक्रमण धातूंसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे. हे त्याच्या धनविद्युत आणि ऋणविद्युत दोन्ही मूलद्रव्यांसोबत संयुगे बनवण्याच्या क्षमतेचे सूचक आहे.

इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी

इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी (Electron gain enthalpy) म्हणजे जेव्हा एका तटस्थ वायू अवस्थेतील अणूमध्ये इलेक्ट्रॉन जोडला जातो आणि एक ॲनायन (anion) तयार होतो, तेव्हा होणारा ऊर्जा बदल.

• इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी: अंदाजे +50 kJ/mol (किंचित धन किंवा एंडोथर्मिक). बहुतेक धातूंसाठी, विशेषतः मँगनीज सारख्या संक्रमण धातूंसाठी, इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी सामान्यतः धन किंवा शून्याच्या अगदी जवळ असते, याचा अर्थ इलेक्ट्रॉन जोडण्यासाठी ऊर्जा पुरवावी लागते. हे त्यांच्या स्थिरता प्राप्त करण्यासाठी इलेक्ट्रॉन गमावण्याच्या प्रवृत्तीचे दर्शक आहे, इलेक्ट्रॉन मिळवण्याच्या नव्हे.

अणू त्रिज्या

अणू त्रिज्या (Atomic radius) म्हणजे अणूचा आकार.

• धातूची त्रिज्या: 127 pm
• सहसंयोजक त्रिज्या: 139 pm संक्रमण धातू असल्याने, मँगनीज आवर्तनात अणू त्रिज्येमध्ये तुलनेने कमी घट दर्शवते, याचे कारण d-इलेक्ट्रॉनचा परिरक्षण प्रभाव (shielding effect) आणि वाढणारा केंद्रकीय प्रभार (nuclear charge) आहे.

मुख्य भौतिक गुणधर्म

मँगनीज हा एक कठीण, ठिसूळ, चंदेरी-राखाडी धातू आहे.

• घनता: 7.47 g/cm³ 20 °C तापमानावर.
• खोलीच्या तापमानावर अवस्था: स्थायू.
• रंग: चंदेरी-राखाडी, अनेकदा धातूसारखी चमक असते. हा एक ठिसूळ धातू आहे.
• उत्कलन बिंदू (Melting Point): 1246 °C (1519 K).
• उत्कलनांक (Boiling Point): 2061 °C (2334 K). मँगनीज अनेक बहुरूपी (allotropic) रूपे दर्शवते, प्रत्येकाचे विशिष्ट भौतिक गुणधर्म आहेत, परंतु वरील मूल्ये सामान्यतः सर्वात सामान्य $\alpha$-मँगनीज बहुरूपिकेला (allotrope) संदर्भित करतात.