В ЯКІ Й СПОЛУЦІ СТУПІНЬ ОКИСНЕННЯ МАНГАНУ НАЙВИЩИЙ

Манган — важливий хімічний елемент, який зустрічається в різних ступенях окиснення. В залежності від хімічного оточення атома мангану, його ступінь окиснення може змінюватись від -3 до +7. Однак, найвищим ступенем окиснення мангану є +7.

Ступінь окиснення +7 манган виявляє в сполуці перманганату калію (KMnO₄). У цій сполуці манган міститься у вигляді аніону перманганату (MnO₄⁻). У аніоні перманганату центральний атом мангану зв'язаний з чотирма атомами кисню за допомогою подвійних зв'язків. Завдяки цьому атом мангану має ступінь окиснення +7.

Перманганат калію є потужним окислювачем і широко використовується в хімічних реакціях, включаючи тітрування та дезінфекцію. Також він має антисептичні властивості та використовується як антибіотик.

Іншими сполуками, в яких манган має ступінь окиснення +7, є:

• Гептаоксид димарганцю (Mn₂O₇)
• Перманганат натрію (NaMnO₄)
• Перманганат барію (Ba(MnO₄)₂)

Ці сполуки також є сильними окислювачами і використовуються в різних галузях хімії та промисловості.

Таким чином, ступінь окиснення мангану найвищий (+7) у сполуках, де він утворює аніон перманганату (MnO₄⁻). Ці сполуки мають важливе значення для хімічних реакцій та промислових застосувань.

Ступінь окиснення мангану в сполуках

Марганець — хімічний елемент з атомним номером 25 і символом Mn. Його електронна конфігурація — 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s². Ступінь окиснення мангану в сполуках може варіюватися від -3 до +7, залежно від кількості електронів, які він втрачає або набуває.

У більшості сполук марганець має позитивний ступінь окиснення. Найвищий ступінь окиснення марганцю — +7. Цей ступінь окиснення зустрічається в оксиді марганцю(VII) (MnO₂) і перманганаті калію (KMnO₄).

У оксиді марганцю(VII) кожен атом мангану має сім зв'язків з атомами кисню, втративши при цьому сім електронів. Таким чином, ступінь окиснення мангану в MnO₂ дорівнює +7.

Перманганат калію — це сіль, що містить аніон перманганату (MnO₄^—). Кожен атом мангану в аніоні перманганату має шість зв'язків з атомами кисню, втративши при цьому сім електронів. Тому ступінь окиснення мангану в перманганаті калію також дорівнює +7.

Сполуки марганцю з високими ступенями окиснення, такі як MnO₂ і KMnO₄, є сильними окисниками. Вони використовуються в різноманітних промислових процесах, включаючи виробництво батарей, кераміки та скла.

Думки експертів

Професор Джеймс Моррісон

Експерт з неорганічної хімії

Університет штату Каліфорнія, Лос-Анджелес (UCLA)

Питання: У якій сполуці ступінь окиснення мангану найвищий?

Ступінь окиснення мангану може змінюватися від +2 до +7, причому +7 є найвищим. Найвищий ступінь окиснення мангану зустрічається у сполуці перманганату калію (KMnO₄). У цій сполуці манган має ступінь окиснення +7.

Перманганат калію — це темно-фіолетова кристалічна речовина. Вона є сильним окиснювачем і використовується в різних хімічних реакціях, включаючи титрування, окислення та дезінфекцію.

Ось як визначити ступінь окиснення мангану в перманганаті калію:

1. Запишіть хімічну формулу перманганату калію: KMnO₄
2. Присвойте окисне число (-2) калію (K) і (+1) кисню (O).
3. Нехай x буде ступінь окиснення мангану (Mn).
4. Складіть рівняння і розв'яжіть для x:

+1 + x + (-2) * 4 = 0x + (-6) = 0x = +7

Таким чином, ступінь окиснення мангану в перманганаті калію становить +7, що є найвищим серед усіх сполук мангану.

Відповіді на питання

Запитання 1:

У якій сполуці ступінь окиснення мангану найвищий?

Відповідь:

У надманганаті калію (KMnO₄) ступінь окиснення мангану дорівнює +7.

Запитання 2:

Чому в перманганаті калію ступінь окиснення мангану вищий, ніж у інших сполуках?

Відповідь:

Через наявність одного додаткового атома кисню у структурі перманганату калію (MnO₄⁻), що приводить до посилення окислювальних властивостей мангану і підвищення його ступеня окиснення.

Запитання 3:

Чи є інші сполуки, в яких ступінь окиснення мангану дорівнює +7?

Відповідь:

Ні, перманганат калію є єдиною відомою сполукою, в якій ступінь окиснення мангану дорівнює +7.

Запитання 4:

Як визначити ступінь окиснення мангану у сполуці?

Відповідь:

Щоб визначити ступінь окиснення мангану, необхідно знати загальний заряд сполуки та загальний заряд інших атомів. Заряд мангану можна знайти за формулою: Загальний заряд сполуки — (загальний заряд інших атомів + попередньо призначений заряд кисню). У випадку перманганату калію, загальний заряд сполуки дорівнює -1, загальний заряд кисню становить -8, а загальний заряд калію дорівнює +1. Таким чином, заряд мангану дорівнює +7.

Запитання 5:

Як змінюються властивості мангану зі збільшенням його ступеня окиснення?

Відповідь:

Зі збільшенням ступеня окиснення мангану його окислювальні властивості посилюються. Спочатку в нижчих ступенях окиснення (+2, +3) марганець виступає як відновник, а при вищих (+4, +6, +7) — як окисник.