Elemento químico · metal de transición
Manganeso
Usado en aleaciones de acero; esencial para la salud ósea.
Propiedades rápidas
- Nº atómico
- 25
- Peso atómico
- 54.938
- Grupo
- 7
- Periodo
- 4
- Estado
- sólido
- Bloque
- D
- Valencia
- +7
- Tipo
- metal de transición
Qué es el manganeso
El manganeso es un metal de transición crucial para diversas industrias y procesos biológicos. Aunque a menudo pasa desapercibido, es esencial para la producción de acero y para la salud ósea. Como curiosidad, el manganeso es un componente vital en las baterías alcalinas, por lo que es un elemento esencial para la vida moderna y la tecnología portátil.
Para qué sirve el manganeso
Producción de acero
El manganeso se utiliza principalmente en la fabricación de acero, donde actúa como desoxidante y desulfurante. Mejora la resistencia y la dureza del acero, haciéndolo más adecuado para construcciones y herramientas.
Baterías alcalinas
El dióxido de manganeso se emplea en las baterías alcalinas como material del cátodo, mejorando su rendimiento y capacidad de almacenamiento de energía, lo que es crucial para dispositivos portátiles.
Salud ósea
En el ámbito biológico, el manganeso es un oligoelemento esencial para el desarrollo y mantenimiento de los huesos. Participa en la formación de cartílago y en la síntesis de colágeno.
Pigmentos y colorantes
El manganeso se utiliza en la producción de pigmentos para cerámicas y vidrios, aportando colores que van desde el rosa al negro, dependiendo de su estado de oxidación.
Datos del manganeso
- Número atómico (Z)
- 25
- Masa atómica
- 54,938 u
- Punto de fusión
- 1246 °C
- Punto de ebullición
- 2061 °C
- Densidad
- 7,21 g/cm³
- Electronegatividad (Pauling)
- 1,55
- Radio atómico
- 127 pm
- Energía de 1ª ionización
- 717,3 kJ/mol
- Afinidad electrónica
- no forma anión estable kJ/mol
- Dureza (Mohs)
- 6
- Estructura cristalina
- cúbica compleja (α-Mn, hasta 727 °C)
- Color / aspecto
- blanco-plateado mate, similar al hierro
- Origen del nombre
- del latín «magnes» (imán), porque la pirolusita (MnO₂) se confundía con la magnetita
- Descubrimiento
- 1774 · Johan Gottlieb Gahn (aislamiento); identificado por Carl Wilhelm Scheele (Suecia)
Propiedades del manganeso
Propiedades físicas
El manganeso es un metal sólido de color gris plateado, con una densidad de aproximadamente 7.21 g/cm³. Tiene un punto de fusión de 1,246 °C y un punto de ebullición de 2,061 °C. Es un buen conductor de la electricidad y el calor, aunque no tanto como otros metales más comunes.
Propiedades químicas
Químicamente, el manganeso es bastante reactivo. Puede combinarse con muchos no metales y formar compuestos en varios estados de oxidación, siendo +2, +3, +4, +6 y +7 los más comunes. Es esencial en reacciones redox y puede ser peligroso en polvo fino, ya que es inflamable.
Configuración electrónica
La configuración electrónica abreviada del manganeso es:
[Ar] 3d⁵ 4s²
En notación desarrollada completa:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s²
El manganeso distribuye sus 25 electrones siguiendo las reglas de Aufbau, Hund y el principio de exclusión de Pauli. Los electrones del último nivel energético (los electrones de valencia) son los responsables de las propiedades químicas del elemento.
Estados de oxidación y valencias del manganeso
| Estado | Ejemplo(s) | Frecuencia |
|---|---|---|
| +2 | MnO, MnCl₂, MnSO₄ (Mn²⁺ rosa pálido) | principal |
| +3 | Mn₂O₃, MnF₃ | secundario |
| +4 | MnO₂ (pirolusita, baterías alcalinas) | principal |
| +6 | K₂MnO₄ (manganato, verde) | secundario |
| +7 | KMnO₄ (permanganato, violeta intenso, oxidante) | principal |
Si lo que necesitas es formular, en la página de las valencias del manganeso está cada estado de oxidación con su ejemplo resuelto , la nomenclatura de cada uno y de dónde sale a partir de la configuración electrónica.
Historia del manganeso
El manganeso fue identificado como elemento por primera vez por Carl Wilhelm Scheele en 1774, pero fue Johan Gottlieb Gahn quien logró aislarlo en el mismo año. Gahn lo obtuvo reduciendo el dióxido de manganeso con carbono. El nombre 'manganeso' proviene del latín 'magnes', que significa imán, debido a sus propiedades magnéticas en ciertas aleaciones. Aunque inicialmente no se comprendía su importancia, pronto se reconoció su valor en la industria del acero.
Compuestos habituales
| Fórmula | Nombre | Descripción |
|---|---|---|
| MnO2 | Dióxido de manganeso | Se utiliza en baterías y como catalizador en la producción de oxígeno. |
| KMnO4 | Permanganato de potasio | Un potente agente oxidante utilizado en laboratorios y tratamiento de aguas. |
| MnSO4 | Sulfato de manganeso | Se emplea como fertilizante y suplemento alimenticio para animales. |
Dónde se encuentra el manganeso
El manganeso se encuentra abundantemente en la corteza terrestre, principalmente en minerales como la pirolusita y la rodocrosita. También está presente en pequeñas cantidades en el agua de mar y en muchos organismos vivos, donde desempeña funciones vitales. En la industria, se extrae principalmente de depósitos en Sudáfrica, Australia y China.
Isótopos del manganeso
| Isótopo | Masa | Abundancia | Vida media |
|---|---|---|---|
| Mn-55 | 54,93804 u | 100 % | estable |
| Mn-53 | 52,94128 u | — | 3,74 × 10⁶ años |
| Mn-54 | 53,94036 u | — | 312,2 días |
Curiosidades sobre el manganeso
-
El manganeso es el quinto metal más abundante en la corteza terrestre, aunque rara vez se encuentra en estado puro.
-
Las plantas necesitan manganeso para la fotosíntesis, ya que es un componente clave de la enzima que descompone el agua durante el proceso.
-
En la antigua Roma, se utilizaba dióxido de manganeso para decolorar el vidrio, eliminando el color verdoso causado por impurezas de hierro.
El manganeso en la tabla periódica
- Tipo: metal de transición.
- Grupo: grupo 7 (metales de transición).
- Periodo: 4.
- Bloque: D (el último electrón se aloja en un orbital de tipo d).
- Valencia principal: +7.
Compara con el resto de metales de transición o con los elementos del periodo 4.