七氧化二錳

七氧化二錳，又稱過錳酸酐，是錳（VII）的氧化物，化學式為Mn₂O₇。為酸性氧化物。可溶於四氯化碳。這種物質在1860年最先被提出。由於其化學性質極不穩定且易爆，故很少直接製取。

七氧化二錳
IUPAC名 氧化錳(VII) Manganese heptoxide
識別
CAS編號	12057-92-0  Y
PubChem	13879826
SMILES	O=[Mn](=O)(=O)O[Mn](=O)(=O)=O
EINECS	235-025-8
性質
化學式	Mn2O7
莫耳質量	221.87 g·mol⁻¹
外觀	暗紅色油狀液體，接觸濃硫酸後變為墨綠色
密度	2.79 g/mL
熔點	5.9 °C
沸點	−10 °C時升華 加熱時爆炸
溶解性（水）	分解
結構
晶體結構	單斜
配位幾何	兩個Mn原子為四面體
危險性
主要危害	爆炸性、強氧化性
相關物質
相關化學品	七氧化二鎝、七氧化二錸、過錳酸
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

製備

生成七氧化二錳，可將濃H₂SO₄與KMnO₄反應，：

${\displaystyle {\ce {2KMnO4 + 2H2SO4 -> Mn2O7 +H2O + 2KHSO4}}}$

該反應機理為：硫酸先與過錳酸鉀發生複分解反應生成過錳酸與硫酸氫鉀，濃硫酸又將過錳酸中的水脫去，得到七氧化二錳

結構

晶體的七氧化二錳呈暗綠色。在反射光下它呈綠色；而在透射光下呈紅色。能溶於四氯化碳，與水接觸時反應。在5.9 °C時七氧化二錳即熔化，其固態在 −10 °C時升華。這些性質都表明七氧化二錳存在非極性鍵，這在後來被其結構所證實。七氧化二錳的分子由一對共用頂點的四面體結構構成。四面體的頂點為氧原子，而其中心為兩個七價的錳原子。結構簡式O₃Mn-O-MnO₃可以體現出其分子的連通性。分子末端的Mn-O鍵長1.585Å，而起連接作用的氧原子距兩個錳原子均為1.77 Å。Mn−O−Mn鍵之間的角度為120.7°。^[1]

在七氧化二錳中，錳元素顯最高化合價+7價。

與七氧化二錳一樣，焦硫酸根離子、焦磷酸根離子和重鉻酸根離子等都有類似的結構，而其中最為相似的為七氧化二氯。Tc₂O₇與Mn₂O₇結構上也很相似，但七氧化二鎝的Tc−O−Tc鍵之間的角度為180°。固態的Re₂O₇不是由分子構成，但它也由一個交聯的錸原子中心與四面體及八面體結構構成^[2]；而在氣態中它由分子構成且結構與Tc₂O₇相似。^[3]

性質

七氧化二錳是一種強氧化劑。它常溫下極不穩定，在55°C時分解，生成MnO₂和O₂。^[4] 分解時也會產生少量臭氧。它在95 °C或真空中10 °C爆炸。^[5]

七氧化二錳可與硫酸進一步反應，生成MnO₃⁺離子：

${\displaystyle {\ce {Mn2O7 + 2H2SO4->2MnO3^+ +2HSO4^- +H2O}}}$

七氧化二錳可以與水劇烈反應生成過錳酸：

${\displaystyle {\ce {Mn2O7 + H2O -> 2HMnO4}}}$

但由於反應極為劇烈，且有爆炸的風險，故這種方法很少用於實驗室的過錳酸製取。

七氧化二錳能與許多有機物發生爆炸性反應，如澱粉或其他碳水化合物。

參考文獻

1. Simon, Arndt; Dronskowski, Richard; Krebs, Bernt; Hettich, Bernhard. The Crystal Structure of Mn2O7. Angewandte Chemie International Edition in English. 1987-02, 26 (2): 139–140. ISSN 0570-0833. doi:10.1002/anie.198701391 （英語）.
2. Krebs, B.; Mueller, A.; Beyer, H. H. The Crystal Structure of Rhenium(VII) Oxide. Inorganic Chemistry. 1969, 8 (3): 436–443. doi:10.1021/ic50073a006.
3. Wells A.F. (1962) Structural Inorganic Chemistry 3d edition Oxford University Press
4. Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
5. Kemmitt, R.D.W.; Peacock, R.D. The Chemistry of Manganese, Technetium and Rhenium: Pergamon Texts in Inorganic Chemistry. Elsevier Science. 2016: 805 [2021-11-08]. ISBN 978-1-4831-3806-0. （原始內容存檔於2022-04-23）.

外部連結

• Lu Le Laboratory 聯氨與七氧化錳之反應 420fps（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）