Gruppe 7: die Mangangruppe

Sieben Elektronen, von +2 bis +7

Die drei leichteren Mitglieder enden alle auf (n−1)d⁵ ns²: Mangan ist [Ar] 3d⁵ 4s², Technetium [Kr] 4d⁵ 5s² und Rhenium [Xe] 4f¹⁴ 5d⁵ 6s². Mit sieben Elektronen zur Verfügung zeigen sie viele Oxidationsstufen. Mangan tritt üblicherweise als +2, +3, +4 und +7 auf: Mn²⁺ ist sein stabilstes Ion, Mangandioxid (MnO₂) ist +4, und Permanganat ist +7.

Technetium und Rhenium bevorzugen +4, +6 und +7. Ihre Pertechnetat- (TcO₄⁻) und Perrhenat-Ionen (ReO₄⁻) haben dieselbe Gestalt wie Permanganat, sind aber viel schwächere Oxidationsmittel.

Trends in der Gruppe nach unten

Schmelzpunkt und Dichte steigen stark. Mangan schmilzt bei 1519 K, Technetium bei 2430 K und Rhenium bei 3459 K, einem der höchsten Schmelzpunkte aller Elemente. Die Dichte steigt von 7,21 g/cm³ auf 11 g/cm³ und dann auf 21,02 g/cm³, fast das Dreifache der von Mangan. Die Elektronegativität steigt von 1,55 bei Mangan auf 1,9 bei Technetium und Rhenium. Mangan selbst ist hart, aber spröde und wird fast nie allein verwendet.

Wo du Gruppe 7 begegnest

Das meiste Mangan landet im Stahl, wo es Schwefel und Sauerstoff entfernt und das Metall zäher macht. Mangandioxid steckt in gewöhnlichen Alkali-Batterien, und Kaliumpermanganat wird zur Wasserbehandlung verwendet. Pflanzen brauchen Mangan, um bei der Fotosynthese Wasser zu spalten und Sauerstoff freizusetzen. Rhenium steckt in den Nickel-Superlegierungen von Turbinenschaufeln in Düsentriebwerken und in Katalysatoren, die bei der Herstellung von hochoktanigem Benzin helfen.

Das künstliche Element in der Mitte

Technetium ist das leichteste Element ohne stabile Isotope. 1937 wurde es das erste künstlich hergestellte Element, und sein Name stammt vom griechischen Wort für „künstlich“. Sein kurzlebiges Isotop Technetium-99m ist der häufigste Tracer in der Nuklearmedizin und wird jedes Jahr in Dutzenden Millionen Untersuchungen eingesetzt. Rhenium, 1925 gefunden, war das letzte entdeckte stabile Element. Bohrium (107), nach Niels Bohr benannt, ist nur aus wenigen Atomen bekannt; es hat eine Verbindung wie die des Rheniums gebildet, doch seine physikalischen Eigenschaften sind unbekannt.