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Mangan ( Mn )

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Allgemeine Beschreibung  

1774 in Stockholm von J.G. Grahn entdeckt.

Die Häufigkeit von Mangan in der Erdkruste liegt bei 950 ppm, es ist also in der Natur weit verbreitet. Es kommt hauptsächlich als Bestandteil von Pyrolusit vor, einer Rohform des Dioxids. Mangan wird durch Reduktion mit Aluminium oder im Hochofen gewonnen. Reinmangan ist ein hartes, sprödes, silberfarbenes Metall, das in drei polymorphen Formen vorkommt (Alpha, Beta und Gamma). Seine Kristallstruktur ist sehr komplex. Mangan ist Eisen insofern ähnlich, als daß es mäßig reaktiv ist und in kalter, nicht-oxidierender Dünnsäure zersetzt wird. Wenn Mangan der Luft ausgesetzt wird, bildet sich auf ihm einen äußerst feste Oxidschicht, die nur relativ schwer zu entfernen ist.

Reinmangan ist nach der Bearbeitung magnetisch. Mangan wird nicht als Grundstoff für Legierungen verwendet, es kommt jedoch häufig in Legierungen vor, die auf anderen Systemen basieren. Der Zusatz von Mangan führt zu einer wesentlichen Verbesserung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften der jeweiligen Legierung. Mangan ist z.B. in allen Stählen und Gußeisensorten enthalten, seine Konzentration wird bei bestimmten Gütenklassen von Material erhöht. Darüber hinaus wird Mangan bestimmten Güteklassen von Messing und Bronze sowie manchen Legierungen auf Nickel- und Aluminiumbasis hinzugefügt. Mangan ist auch ein wichtiger Bestandteil als Lebensformen; Mangel an Mangan kann zu spröden Knochen führen. Im Durchschnitt enthält der menschliche Körper 12 mg Mangan.

   

Atomische Eigenschaften

Atomgewicht ( amu ) 54,938
Atomradius - Goldschmidt ( nm ) 0,112
Elektronenstruktur Ar 3d5 4s2
Ionisationspotential Nr. eV
1 7.43
2 15.64
3 33.67
4 51.2
5 72.4
6 95
Kristallstruktur kubisch raumzentriert
Natürliche Isotopenverteilung Massenzahl %
55 100
Ordnungszahl 25
Photoelektrische Austrittsarbeit ( eV ) 3,8
Thermischer Neutronenabsorptionsquerschnitt ( Barns ) 13,3
angegebene Valenzen 1, 2, 3, 4, 6, 7

Elektrische Eigenschaften

Elektrischer Widerstand bei 20C ( µOhmcm ) 160

Mechanische Eigenschaften

Materialzustand polykristallin
E-modul im Zugversuch ( GPa ) 191
Härte - Mohs 5,0
Kompressionsmodul ( GPa ) 118
Poissonsche Konstante 0,24

Physikalische Eigenschaften

Dichte bei 20C ( g cm-3 ) 7,4
Schmelzpunkt ( C ) 1244
Siedepunkt ( C ) 1962

Thermische Eigenschaften

Latente Schmelzwärme ( J g-1 ) 267
Latente Verdampfungswärme ( J g-1 ) 4207
Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient bei 0-100C ( x10-6 K-1 ) 23,0
Spezifische Wärme bei 25C ( J K-1 kg-1 ) 477
Wärmeleitfähigkeit bei 0-100C ( W m-1 K-1 ) 7,81

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