Birnessite
பைர்னசைட் (பெயரளவில் MnO2·nH2O), δ-என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது Na0.7Ca0.3Mn7O14 · 2.8H2O என்ற வேதியியல் சூத்திரத்துடன் கூடிய ஒரு ஹைட்ரஸ் மாங்கனீசு டை ஆக்சைடு கனிமமாகும். இது பூமியின் மேற்பரப்பில் உள்ள முக்கிய மாங்கனீசு கனிம இனமாகும், மேலும் பொதுவாக மண், வண்டல்கள், தானியங்கள் மற்றும் பாறை பூச்சுகள் (எ. கா., பாலைவன வார்னிஷ்) மற்றும் கடல் ஃபெரோமாங்கனீசு முடிச்சுகள் மற்றும் மேலோட்டங்களில் நுண்ணிய தானியங்கள், மோசமாக படிகப்படுத்தப்பட்ட திரட்டிகளாக காணப்படுகிறது. இது ஸ்காட்லாந்தின் அபெர்டீன்ஷையரில் உள்ள பிர்னஸ்ஸில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. ஆக்சிஜனேற்றப்பட்ட நீர்க் கரைசல்களில் Mn (II) இன் ஆக்சிஜனேற்றத்திலிருந்து அதன் மழைப்பொழிவு கனிம மேற்பரப்புகளில் இயக்க ரீதியாக தடுக்கப்படுகிறது மற்றும் மெதுவாக உள்ளது. உயிரியல் எம்என் (II) ஆக்சிஜனேற்றம் பொதுவாக உயிரற்ற எம்என் (II) ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறைகளுடன் ஒப்பிடுகையில் வேகமாக உள்ளது, மேலும் இந்த காரணத்திற்காக இயற்கையான பிர்னசைட்களில் பெரும்பாலானவை நுண்ணுயிரிகளால், குறிப்பாக பாக்டீரியாவால், ஆனால் பூஞ்சைகளாலும் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன என்று நம்பப்படுகிறது. கலவை மற்றும் கட்டமைப்பு பிர்னசைட் ஒரு ஸ்டோயிகியோமெட்ரிக் அல்லாத சேர்மமாகும், இதில் பெயரளவு MnO2·nH2O சூத்திரத்தில் Mn4 + அயனிகளின் மாறுபட்ட அளவுகள் இல்லை, அல்லது முதன்மையாக Mn3 + அயனிகளால் மாற்றப்படுகின்றன, இரண்டாவதாக Mn2 + அயனிகளால் மாற்றப்படுகின்றன. ஒரு திண்மம் ஒட்டுமொத்தமாக மின்சார நடுநிலையாக இருப்பதால், Mn4 + காலியிடங்கள் மற்றும் பன்முகத்தன்மை கொண்ட Mn மாற்றீடுகளால் உருவாக்கப்பட்ட நிகர எதிர்மறை மின்னூட்டத்தை சமநிலைப்படுத்த பிர்னசைட் அந்நிய நேர்மின் அயனிகளைக் கொண்டுள்ளது. இரண்டு படிகவியல் கட்டமைப்புகள் அறியப்படுகின்றன, ட்ரைக்ளினிக் பிர்னசைட் (டி. சி. பி. ஐ) மற்றும் அறுகோண பிர்னசைட் (எச். பி. ஐ). இவை இரண்டும் ஒன்று அல்லது இரண்டு அடுக்கு நீர் மூலக்கூறுகளால் பிரிக்கப்பட்ட விளிம்பு பகிர்வு எம்என்ஓ6 எக்டாஹெட்ராவின் அடுக்குகளைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு நீர் அடுக்கு சேர்மங்கள் அடுக்கு அடுக்கும் திசையில் ~ 7 Å மீண்டும் மீண்டும் ஒரு சிறப்பியல்பைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் இரண்டாவது நீர் அடுக்கைச் சேர்ப்பது அடுக்கு இடைவெளியை ~ 10 Å ஆக விரிவுபடுத்துகிறது. 10 Å வடிவம் புசெரைட் என்று அழைக்கப்படுகிறது. TcBi இன் அடுக்கு கலவை பொதுவாக Mn4 + 0.69Mn3 + 0.31 ஆகும். Mn3 + O6 மற்றும் Mn4 + O6 எண்முகங்கள் MnO2 அடுக்குகளில் உள்ள மூலப்பொருட்களில் முழுமையாக வரிசைப்படுத்தப்படுகின்றன, அதாவது ஒவ்வொரு Mn3 +-நிறைந்த வரிசையும் இரண்டு Mn4 +-நிறைந்த rows.10 உடன் மாறி மாறி வருகிறது. Na-பரிமாற்றப்பட்ட TcBi இன் ஒரு பொதுவான வேதியியல் சூத்திரம் Na0.31 (Mn 4+0.69 Mn 3+0.31) O2· 0.4H2O ஆகும். எண்முக Mn4 + காலியிடங்கள் (வெற்றிடம்) இருப்பதால் HBi இன் அடுக்கு அமைப்பு TcBi இலிருந்து வேறுபடுகிறது. செயற்கை HBi இன் வேதியியல் சூத்திரம் pH ஐப் பொறுத்தது. நடுநிலைமைக்கு x + 3y + 2z = v + 4w உடன் பொதுவான சூத்திரம் H + x Mn3 + y Mn2 + z (Mn4 + u Mn3 + vVacw) O2 ஆகும். MnO2 அடுக்குகள் அவ்வப்போது செயற்கை ட்ரைக்ளினிக் மற்றும் அறுகோண பிர்னசைட் படிகங்களில் அடுக்கி வைக்கப்படுகின்றன. இருப்பினும், இயற்கை பொருட்களில் இது அரிதாகவே உள்ளது. வேதியியல் ரீதியாக சிக்கலானதாக இருப்பதைத் தவிர, இயற்கையான பிர்னசைட் படிகங்கள் அடுக்கு அடுக்குகள் மற்றும் அடுக்குகளின் தட்டையான தன்மை குறித்து கட்டமைப்பு ரீதியாக ஒழுங்கற்றவை. ஒரு இயற்கையான பிர்னசைட் படிகத்தில் ஒரு சில அடுக்குகள் மட்டுமே இருக்கலாம், மேலும் அவை பெரும்பாலும் வளைந்திருக்கும் மற்றும் எப்போதும் பதிவின் நோக்குநிலை மற்றும் மொழிபெயர்ப்பு இழப்புடன் அபூரணமாக அடுக்கி வைக்கப்படுகின்றன. அடுக்குகள் முற்றிலும் சீரற்ற நிலையில் இருக்கும்போது ஸ்டேக்கிங் கோளாறு "டர்போஸ்ட்ராடிக்" என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. டர்போஸ்ட்ராடிக் முறையில் அடுக்கப்பட்ட அடுக்குகளைக் கொண்ட இயற்கை பிர்னசைட் வெர்னடைட் என்றும், செயற்கை அனலாக் δ-MnO2 என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. வெர்னடைட்டின் அடுக்கு இடைவெளி ~ 7 Å அல்லது ~ 10 Å ஆகவும் இருக்கலாம், மேலும் இரண்டு வகையான அடுக்குகளின் இடைநிலைப்படுத்தல் குவார்ட்ஸ் பூச்சுகள் மற்றும் ஃபெரோமாங்கனீஸ் மேலோட்டங்களில் காணப்படுகிறது. மேற்பரப்பு வினைத்திறன் ஒரு காலியிடத்தின் + 4 சார்ஜ் பற்றாக்குறையை காலியிடங்களுக்கு மேலேயும் கீழேயும் (எ. கா., கியூ, இசட்என், பிபி, சிடி, டிஎல்) உள்-கோள வளாகங்களை உருவாக்கும் பல்வேறு வகையான இடை அடுக்கு நேர்மின் அயனிகளால் சமநிலைப்படுத்த முடியும். இடை அடுக்கு நேர்மின் அயனிகளின் ஒப்பீட்டு நிலைத்தன்மை மேற்பரப்பு சிக்கலான மாதிரியாக்கம் மற்றும் கணக்கீட்டு வேதியியல் மூலம் சோதனை மற்றும் கோட்பாட்டளவில் மதிப்பீடு செய்யப்பட்டுள்ளது. HBi மேற்பரப்பில் Pb2 + மிக உயர்ந்த நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் பிர்னசைட்டிற்கான Pb2 + இன் உயர் புவி வேதியியல் தொடர்பு கடல் நீருடன் ஒப்பிடும்போது கடல் ஃபெரோமாங்கனீஸ் வைப்புகளில் அதன் பில்லியன் மடங்கு செறிவூட்டலை விளக்குகிறது, இது மற்ற அனைத்து உறுப்புகளையும் விட அதிகமாக உள்ளது. காலியிடங்களில் உறிஞ்சப்பட்ட இடைநிலை உலோக நேர்மின் அயனிகளும் அடிப்படை காலியிடங்களுக்குள் நுழைந்து MnO2 அடுக்கில் இணைக்கப்படுவது கண்டறியப்பட்டது, அவற்றின் பயனுள்ள அயனி ஆரம் Mn4 + (r = 0.53 Å) க்கு அருகில் இருக்கும்போது. எடுத்துக்காட்டாக, Zn2 + (r = 0.74 Å) ஒரு காலியிட தளத்திற்குள் நுழைவது ஒருபோதும் கவனிக்கப்படவில்லை, அதே நேரத்தில் Ni2 + (r = 0.69 Å) ஓரளவு நுழைகிறது, மேலும் Co3 + (r = 0.54 Å) எப்போதும் நுழைகிறது. ஒரு காலியிடத்தில் உறிஞ்சப்பட்ட ஆக்டாஹெட்ரல் ஹை-ஸ்பின் Co2 + (r = 0.74 Å) ஒரு சிறிய டெட்ராஹெட்ரல் காம்ப்ளக்ஸ் (r = 0.58 Å) ஆக மாற்றப்பட்டு எக்டாஹெட்ரல் Mn காலியிடத்திற்குள் ஊடுருவி, பின்னர் Mn4 + ஆல் Co3 + ஆக ஆக்சிஜனேற்றப்படுவதற்கு முன்பு குறைந்த-ஸ்பின் நிலைக்கு மாற்றப்படுகிறது, இது Mn3 + ஆக குறைக்கப்படுகிறது. கோ இன் மேற்பரப்பு-வினையூக்கி, ரெடாக்ஸ்-உந்துதல் உறிஞ்சுதல் கடல் நீருடன் ஒப்பிடும்போது கடல் ஃபெரோமாங்கனீஸ் வைப்புகளில் ஒரு பில்லியன் மடங்கு செறிவூட்டலுக்கு வழிவகுக்கிறது. ஃபெரோமாங்கனீசு படிவுகளுக்கும் கடல் நீருக்கும் இடையிலான Co இன் புவி வேதியியல் பகிர்வு Pb2 + க்குப் பிறகு அனைத்து தனிமங்களிலும் இரண்டாவது மிக உயர்ந்ததாகும். பண்புகள் மற்றும் பயன்பாடுகள் இயற்கையில், ஒளிச்சேர்க்கை உயிரினங்கள் ஒளிச்சேர்க்கை அமைப்பு II சவ்வு புரத வளாகத்தின் மூலம் மூலக்கூறு ஆக்ஸிஜனாக தண்ணீரை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்ய பிர்னசைட் வகை Mn4CaO5 கிளஸ்டர்களின் உயர் ஆக்சிஜனேற்ற திறனைப் பயன்படுத்துகின்றன. அவற்றின் குறைக்கடத்தல் பண்புகள் காரணமாக, பைர்னசைட் வகை பொருட்கள் வினையூக்கம் மற்றும் மின் வேதியியல் ஆற்றல் சேமிப்பு (மின்கலன்கள் மற்றும் போலி மின்தேக்கிகள்) உள்ளிட்ட பல்வேறு பகுதிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ட்ரைக்ளினிக் பிர்னசைட்டில் உள்ள எம்என்3 + நேர்மின் அயனிகளின் வரிசை மற்றும் அறுகோண பிர்னசைட்டில் உள்ள எம்என்4 + காலியிடங்கள் இரண்டும் பேண்ட் இடைவெளியைக் குறைக்கின்றன, எனவே மின் கடத்துத்திறனை மேம்படுத்துகின்றன. Mn காலியிடங்களைக் கொண்ட MnO2 நானோஷீட்களுக்கு அரை உலோக நடத்தை காணப்பட்டது, இது ஸ்பின்ட்ரானிக்ஸ் பயன்பாடுகளுக்கு நம்பிக்கைக்குரிய வேட்பாளர்களை வழங்குகிறது. பிரினெசைட் ஆக்சிஜனேற்றம் மூலம் பிரையன்களை உடைக்க முடியும். ஆய்வகத்திற்கு வெளியே இந்த செயல்முறை எவ்வளவு சிறப்பாக செயல்படுகிறது என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை. மேலும் காண்கஃ பிற மாங்கனீசு ஆக்சைடுகள்ஃ புசெரைட் பைரோலுசைட் சைலோமெலேன் டோடோரோகைட் ராம்ஸ் செயற்கைக்கோள் குறிப்புகள் சோடியம் தாதுக்கள் கால்சியம் தாதுக்கள் பொட்டாசியம் தாதுக்கள் மாங்கனீசு (III, IV) தாதுக்கள் ஹைட்ராக்சைடு தாதுக்கள் மோனோக்ளினிக் தாதுக்கள் விண்வெளி குழுவில் உள்ள தாதுக்கள் 12