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。 次锰酸盐通常是亮蓝色的。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。在磷灰石和钙铁铝石（英语：brownmillerite）的人造变种中，次锰酸根可以取代其中的磷酸根 PO3− 4。 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。他也从其氢氧化钠溶液结晶出了十水合物 Na 3MnO 4·10H 2O。 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。 次锰酸根呈亮蓝色，最大吸收光谱λmax = 670 nm（ε = 900 dm3 mol−1 cm−1）。 次锰酸盐不稳定，会歧化成锰酸盐和二氧化锰。在pH 14下，次锰酸盐预测的电极电势（英语：electrode potential）如下： 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。 这个歧化反应被认为有质子化的中间体 HMnO2− 4。它在反应 HMnO2− 4 ⇌ MnO3− 4 + H+中的pKa为13.7 ± 0.2。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。 次锰酸盐可以由亚硫酸盐、过氧化氢或扁桃酸小心还原锰酸盐而成。 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。 次锰酸钡 Ba 3(MnO 4) 2有有趣的磁性性质。 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： 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。 二锰(III)酸盐 Mn 2O6− 6 锰酸盐 MnO2− 4 高锰酸盐 MnO− 4 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements. Oxford: Pergamon. 1984: 1221–22. ISBN 0-08-022057-6. . 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.  zur Loye, K. D.; Chance, W. M.; Yeon, J.; zur Loye, H.-C. Synthesis, Crystal Structure, and Magnetic Properties of the Oxometallates KBaMnO4 and KBaAsO4. Solid State Sciences. 2014, 37: 86–90. Bibcode:2014SSSci..37...86Z. doi:10.1016/j.solidstatesciences.2014.08.013 .  Dardenne, K.; Vivien, D.; Huguenin, D. Color of Mn(V)-Substituted Apatites A10((B, Mn)O4)6F2, A=Ba, Sr, Ca; B=P, V. Journal of Solid State Chemistry (Elsevier BV). 1999, 146 (2): 464–472. ISSN 0022-4596. doi:10.1006/jssc.1999.8394.  Grisafe, D.A.; Hummel, F.A. Pentavalent ion substitutions in the apatite structure part A. Crystal chemistry. Journal of Solid State Chemistry (Elsevier BV). 1970, 2 (2): 160–166. ISSN 0022-4596. doi:10.1016/0022-4596(70)90064-2.  Jiang, Peng; Li, Jun; Ozarowski, A.; Sleight, Arthur W.; Subramanian, M. A. Intense Turquoise and Green Colors in Brownmillerite-Type Oxides Based on Mn5+ in Ba2In2–xMnxO5+x. Inorganic Chemistry (American Chemical Society (ACS)). 2013-01-18, 52 (3): 1349–1357. ISSN 0020-1669. doi:10.1021/ic3020332.  Herrman Lux (1946): "Über Salze des fünfwertigen Mangans （页面存档备份，存于互联网档案馆）." Zeitschrift für Naturforschung, volume 1, pages 281-283. Carrington, A.; Symons, M. C. R., Structure and reactivity of the oxy-anions of transition metals. Part I. The manganese oxy-anions, J. Chem. Soc., 1956: 3373–80, doi:10.1039/JR9560003373  Lee, Donald G.; Chen, Tao, Reduction of manganate(VI) by mandelic acid and its significance for development of a general mechanism of oxidation of organic compounds by high-valent transition metal oxides, J. Am. Chem. Soc., 1993, 115 (24): 11231–36, doi:10.1021/ja00077a023 . Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey, Advanced Inorganic Chemistry 4th, New York: Wiley: 746, 1980, ISBN 0-471-02775-8 . Weast, Robert C. (编). CRC Handbook of Chemistry and Physics 62nd. Boca Raton, FL: CRC Press. 1981: D-134. ISBN 0-8493-0462-8. . Manganese – compounds – standard reduction potentials, WebElements, [2010-06-26], （原始内容存档于2021-01-17） . Sekula-Brzezińska, K.; Wrona, P. K.; Galus, Z., Rate of the MnO4−/MnO42− and MnO42−/MnO43− electrode reactions in alkaline solutions at solid electrodes, Electrochim. Acta, 1979, 24 (5): 555–63, doi:10.1016/0013-4686(79)85032-X . Rush, J. D.; Bielski, B. H. J., Studies of Manganate(V), -(VI), and -(VII) Tetraoxyanions by Pulse Radiolysis. Optical Spectra of Protonated Forms, Inorg. Chem., 1995, 34 (23): 5832–38, doi:10.1021/ic00127a022 . Carrington, A.; Symons, M. C. R., Structure and reactivity of the oxy-anions of transition metals. Part I. The manganese oxy-anions, J. Chem. Soc., 1956: 3373–80, doi:10.1039/JR9560003373 . Lee, Donald G.; Chen, Tao, Oxidation of hydrocarbons. 18. Mechanism of the reaction between permanganate and carbon-carbon double bonds, J. Am. Chem. Soc., 1989, 111 (19): 7534–38, doi:10.1021/ja00201a039 . Merkle, Larry D.; Guyot, Yannick; Chai, Bruce H. T. Spectroscopic and laser investigations of Mn5+:Sr5(VO4)3F. Journal of Applied Physics (AIP Publishing). 1995-01-15, 77 (2): 474–480. ISSN 0021-8979. doi:10.1063/1.359585.  Stone, M. B.; Lumsden, M. D.; Qiu, Y.; Samulon, E. C.; Batista, C. D.; Fisher, I. R. Dispersive magnetic excitations in theS=1antiferromagnetBa3Mn2O8. Physical Review B (American Physical Society (APS)). 2008-04-02, 77 (13). ISSN 1098-0121. doi:10.1103/physrevb.77.134406.