英: manganese, Mn

臨床関連

マンガン中毒

WordNet

a hard brittle grey polyvalent metallic element that resembles iron but is not magnetic; used in making steel; occurs in many minerals (同)Mn, atomic number 25

PrepTutorEJDIC

マンガン(金属元素;化学記号は『Mn』)
manganeseの化学記号

Wikipedia preview

出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2015/08/26 22:51:34」(JST)

wiki ja

[Wiki ja表示]

この項目では、元素について説明しています。麻雀の点の満貫については「麻雀の得点計算」をご覧ください。

マンガン（英: manganese、羅: manganum）は原子番号25の元素。元素記号は Mn。日本語カタカナ表記での名称のマンガンはドイツ語: Mangan をカタカナに変換したもので、日本における漢字表記の当て字は満俺である。

性質

銀白色の金属で、比重は7.2（体心立方類似構造）、融点は1244 °C。マンガン族元素に属する遷移元素。温度によりいくつかの同素体が存在し、常温常圧で安定な構造は立方晶系である。これは硬く非常に脆い。空気中では酸化被膜を生じて内部が保護され、赤みがかった灰白色となる。酸（希酸）には易溶であり、淡桃色の2価のマンガンイオン Mn²⁺(aq) を生成する。

比較的反応性の高い金属で粉末状にすると空気中の酸素、水などとも反応する。化合物は2〜7価までの原子価を取り得る（+2, +3, +4, +6, +7 が安定）。地球上には比較的豊富に存在するが、単体では産出しない。二酸化マンガンを触媒とする過酸化水素の水と酸素への分解反応は、日本の義務教育課程で触媒の実験の題材とされるため非常に有名である。

単体マンガン自体は常磁性であるが、合金にはホイスラー合金など強磁性を示すものがあり、さらに化合物には様々な磁気的性質を示すものがある。ビスマスとの合金は強磁性体として知られるほか、フェライトに添加することで様々な特性を付加する。

歴史

スウェーデンのカール・ヴィルヘルム・シェーレ (C. W. Scheele) が1774年に発見、同年ヨハン・ゴットリーブ・ガーン (J. G. Gahn) が単体を単離した^[1]。

用途

一番有名な用途は、二酸化マンガンがマンガン乾電池やアルカリ乾電池の正極に使われる。また、リチウム電池の正極にも用いられ、リチウムイオン二次電池の正極材料として研究されている。また、磁性材料として、マンガン、亜鉛、鉄を含む金属酸化物である MnZn フェライトがインダクタやトランスのコア材料として用いられている。

マンガン単体が金属材料として用いられることはほとんど無く、合金として、マンガン鋼の原料や、フェロマンガンとして鋼材の脱酸素剤・脱硫黄剤などに使用される。鉄鋼用途で耐磨耗性、耐食性、靭性を付加する為に、マンガン合金（フェロマンガン）や金属マンガンとしてマンガン分が添加される。

また、生物の必須元素としても知られており、硫酸マンガンなどの化合物は肥料としても用いられる。

産出

マンガンは単体としては産出せず、軟マンガン鉱 (MnO₂)、菱マンガン鉱 (MnCO₃) などとして産出する。深海底には、マンガン、鉄などの金属水酸化物の塊であるマンガン団塊（マンガンノジュール）として存在している。

戦前では日本国内でも製鉄用に採掘され、第二次世界大戦中には主に乾電池用としてマンガンを採掘する鉱山が多数開発された。とくに後者は日本各地で見られ、京都府中部（丹波地方）を中心に近畿地方に零細鉱山が集中して存在していた。しかし、1950年代以降の鉱物資源の輸入自由化によって激しい競争に晒され、全ての鉱山が1970年代までに閉山に追い込まれた。前者は東日本に多く（北海道上国鉱山、同大江鉱山など）、規模が比較的大きい事から1980年代まで存続したが、現在では岩手県の野田玉川鉱山において宝飾品材料としてバラ輝石が限定的・間欠的に採掘されている他は皆無である。

この金属は、日本国内において産業上重要性が高いものの、産出地に偏りがあり供給構造が脆弱である。日本では国内で消費する鉱物資源の多くを他国からの輸入で支えている実情から、万一の国際情勢の急変に対する安全保障策として国内消費量の最低60日分を国家備蓄すると定められている。

主要産出国は以下の通り（2011年実績）^[2]。

南アフリカ共和国
中華人民共和国
オーストラリア
ガボン
インド
ブラジル

結晶構造

マンガンは温度により4つの相を持つ。

αマンガン: 742 °C以下で安定。単位胞あたり58個の原子を含む複雑な立方晶（体心立方格子類似構造）。原子の位置により4種類の異なるスピンを持ち、全体としては磁気モーメントを持たない、広義の反強磁性体であると考えられている（詳細はいまだ明らかになっていない）。
βマンガン: 742-1,095 °Cで安定。単位胞あたり20個の原子を含む複雑な立方晶。常磁性体である。
γマンガン: 1,095-1,134 °Cで安定。面心立方構造。反強磁性体である。
δマンガン: 1,134-1,245 °C（融点）で安定。体心立方構造。常磁性体である。

主な化合物

過マンガン酸カリウム (KMnO₄) - 酸化剤
二酸化マンガン (MnO₂) - 触媒

同位体

詳細は「マンガンの同位体」を参照

人体への影響

生理作用

人体にとっての必須元素。骨の形成や代謝に関係し、消化などを助ける働きもある。一部では活性酸素対策としての必須ミネラルに挙げるものもいる。

不足すると成長異常、平衡感覚異常、疲れやすくなる、糖尿病（インスリンの合成能力が低下するため）、骨の異常（脆くなる等）、傷が治りにくくなる、生殖能力の低下や生殖腺機能障害などが起こる。しかしマンガンは川など天然の水などに含まれ、上水道水としては多すぎてむしろ除去する場合があるなど、普通に生活していてマンガンが不足することはまずない。

中毒

マンガン鉱石精錬所作業員・れんが職人・鋼管製造業者など、過剰に曝露されるとマンガン中毒を起こす。

頭痛・関節痛・易刺激性・眠気などを起こし、やがて情動不安定・錯乱に至る。大脳基底核や錐体路も障害し、パーキンソニズム・ジストニア・平衡覚障害を引き起こすほか、無関心・抑うつなどの精神症状も報告されている。マンガン曝露から離れれば、3〜4か月で症状は消える。

酸素欠乏

マンガンは脱酸素剤として使用されるように強い酸素吸着作用があるため、十分に酸化されていない天然マンガンが多い地層の洞窟や井戸などでは、貧酸素化した地下水を経由して内部の空気の酸素が欠乏し、そこへ十分な換気を行わず奥へ入った場合は酸素欠乏症になり最悪の場合死亡する恐れがある。また肥料の撒きすぎによる土壌の酸化などで土中のマンガンが還元されたり、湖などの水底に溜まったマンガンが貧酸素水などで還元され、結果としてマンガンが酸欠状態を保持したり流れに乗って移動させてしまう現象などもある。

出典

^ 桜井弘『元素111の新知識』講談社、1998年、139～140頁。ISBN 4-06-257192-7。
^ 「Mineral Commodity Summaries 2012」p. 101、USGS

参考文献

太田恵造　『磁気工学の基礎 I』　共立出版、1973年、ISBN 4-320-00200-8。（結晶構造に関して）

UpToDate Contents

全文を閲覧するには購読必要です。 To read the full text you will need to subscribe.

1. 食物中の微量ミネラルの概要 overview of dietary trace minerals
2. パーキンソン病の診断 diagnosis of parkinson disease
3. 成人における肝性脳症：臨床症状および診断 hepatic encephalopathy in adults clinical manifestations and diagnosis
4. Parenteral nutrition in infants and children
5. 労働衛生および環境衛生の概要 overview of occupational and environmental health

Japanese Journal

白色腐朽菌由来リグニンペルオキシダーゼ遺伝子およびマンガンペルオキシダーゼ遺伝子の検出

吉田誠,橋本薫,石森彩,中田裕治,橋本広祐,大坂典子
木材保存 = Wood preservation 37(3), 111-121, 2011-05-25
NAID 10028291949

高マンガン鋼の吹かれ欠陥低減

関戸辰志,鈴木章広,塩谷知史,日高政志
鋳造工学 = Journal of Japan Foundry Engineering Society 83(4), 213-215, 2011-04-25
NAID 10028113513

Related Pictures

Japan Pharmaceutical Reference

薬効分類名

高カロリー輸液用微量元素製剤

販売名

ミネリック-５注シリンジ

組成

容量

２mL

有効成分（１シリンジ中）

塩化第二鉄　9.460mg
塩化マンガン　0.1979mg
日本薬局方硫酸亜鉛水和物　17.25mg
硫酸銅　1.248mg
日本薬局方ヨウ化カリウム　0.1660mg

添加物（１シリンジ中）

コンドロイチン硫酸エステルナトリウム　9.774mg
pH調整剤

元素量
元素量（μmol/２mL）

鉄（Fe）　
35
マンガン（Mn）　
1
亜鉛（Zn）　
60
銅（Cu）　
5
ヨウ素（I）　
1

禁忌

胆道閉塞のある患者［排泄障害により、マンガンの全血中濃度、及び銅などの微量元素の血漿中濃度を上昇させるおそれがある。］
本剤の成分に対し過敏症の既往歴のある患者

効能または効果

経口、経腸管栄養補給が不能又は不十分で高カロリー静脈栄養に頼らざるを得ない場合の亜鉛、鉄、銅、マンガン及びヨウ素の補給。
通常、成人には１日２mLを高カロリー静脈栄養輸液に添加し、点滴静注する。なお、年齢、症状に応じて適宜増減する。
本剤は、経口・経腸管栄養補給が十分になった場合には、速やかに投与を中止すること（通常、経口・経腸管栄養により微量元素は補給される）。
高カロリー輸液用基本液等には微量元素が含まれた製剤があるので、それらの微量元素量に応じて適宜減量すること。
黄疸がある場合、又は本剤投与中にマンガンの全血中濃度の上昇が認められた場合には、マンガンが配合されていない微量元素製剤の投与を考慮すること。また、銅などの微量元素の血漿中濃度の上昇が認められた場合には、休薬、減量若しくは中止等を考慮すること。

全血中マンガン濃度の基準値¹⁾

Mn（μg/dL）　0.52〜2.4

血漿中微量元素濃度の基準値²⁾

中央値（下限値〜上限値）

Fe（μg/dL）　103（35〜174）
Zn（μg/dL）　97（70〜124）
Cu（μg/dL）　94（62〜132）
I（μg/dL）　5.7（3.7〜14.0）
（健常成人男女各20名より求めた）

慎重投与

肝障害のある患者［微量元素の血漿・全血中濃度が上昇するおそれがある。］
腎障害のある患者［微量元素の血漿・全血中濃度が上昇するおそれがある。］

★リンクテーブル★

国試過去問	「097I024」「104I078」「105I031」「100B078」「106I015」「100G031」
リンク元	「微量元素欠乏症」「生物濃縮」「Mn」
拡張検索	「マンガン中毒」「過マンガン酸カリウム」「塩化マンガン」「マンガンスーパーオキサイドジスムターゼ」
関連記事	「ガン」

「097I024」

外見
	銀白色;
一般特性
名称, 記号, 番号	マンガン, Mn, 25
分類	遷移金属
族, 周期, ブロック	7, 4, d
原子量	54.938045(5)
電子配置	[Ar] 4s2 3d5
電子殻	2, 8, 13, 2（画像）
物理特性
相	固体
密度（室温付近）	7.21 g/cm3
融点での液体密度	5.95 g/cm3
融点	1519 K, 1246 °C, 2275 °F
沸点	2334 K, 2061 °C, 3742 °F
融解熱	12.91 kJ/mol
蒸発熱	221 kJ/mol
熱容量	(25 °C) 26.32 J/(mol·K)
蒸気圧
原子特性
酸化数	7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2, -3; (酸性酸化物、塩基性酸化物、両性酸化物)
電気陰性度	1.55（ポーリングの値）
イオン化エネルギー; （詳細）	第1： 717.3 kJ/mol
	第2： 1509.0 kJ/mol
	第3： 3248 kJ/mol
原子半径	127 pm
共有結合半径	139±5（低スピン）, 161±8（高スピン） pm
その他
結晶構造	体心立方
磁性	常磁性
電気抵抗率	(20 °C) 1.44 µΩ·m
熱伝導率	(300 K) 7.81 W/(m·K)
熱膨張率	(25 °C) 21.7 µm/(m·K)
音の伝わる速さ; （微細ロッド）	(20 °C) 5150 m/s
ヤング率	198 GPa
体積弾性率	120 GPa
モース硬度	6.0
ブリネル硬度	196 MPa
CAS登録番号	7439-96-5
最安定同位体
	詳細はマンガンの同位体を参照
	表示

　　[★]

30歳の男性。腹痛を主訴として来院した。10か月前から、廃車となった自動車の蓄電池電極板を精錬する工場の現場で働いている。最近、全身倦怠、頭痛、食欲不振、ロ中の金属様の味、便秘および嘔吐が起こるようになった。腹痛は疝痛性で、顔面の皮膚は蒼白である。身長168cm、体重65kg。血圧138/86mmHg。尿所見：蛋白(－)、糖(－)。血液所見：赤血球358万、Hb9.8g/dl、白血球4,500。