Магний (Mg) — это химический элемент, один из щелочноземельных металлов группы 2 (IIa)периодической системы и самый легкий структурный металл. Его соединения широко используются в строительстве и медицине , а магний является одним из элементов, необходимых для всей клеточной жизни.
| атомный номер | 12 |
|---|---|
| атомный вес | 24.305 |
| температура плавления | 650 °C (1,202 °F) |
| температура кипения | 1,090 °C (1,994 °F) |
| удельный вес | 1.74 при 20° C (68 °F) |
| степень окисления | +2 |
| электронная конфигурация | 1 s 2 2 s 2 p 6 3 s 2 |
Возникновение, свойства и использование магния
Известный первоначально через соединения, такие как соли Epsom (сульфат), магнезия или магнезия Альба (оксид) и магнезит (карбонат), серебристо-белый элемент сам по себе не встречается свободно в природе. Он был впервые выделен в 1808 году сэром Хамфри Дэви, который выпарил ртуть из амальгамы магния, полученной электролизом смеси влажной магнезии и окиси ртути. Название магний происходит от магнезия, район Фессалии (Греция), где впервые был найден минерал magnesia alba.
Магний является восьмым по обилию элементом в земной коре (около 2,5%) и, после алюминия и железа, третьим по обилию структурным металлом. Его космическое обилие оценивается как 9,1 × 10 5 атомов (по шкале, где обилие кремния = 10 6 атомов). Он встречается в виде карбонатов-магнезита, MgCO3 и доломита, CaMg (CO3 ) 2 —и во многих распространенных силикатах, включая тальк, оливин и большинство видов асбеста. Он также найден как гидроксид (бруцит), хлорид ( карналлит, KMgCl 3 ∙6H 2 O), и сульфат ( кизерит). Он распределен в минералах как серпентин, хризолит, и meerschaum. Морская вода содержит около 0,13 процента магния, в основном в виде растворенного хлорида, который придает ей характерный горьковатый вкус.
Магний в промышленных масштабах получают электролизом расплавленного хлорида магния (MgCl 2 ), полученного главным образом из морской воды, и прямым восстановлением его соединений подходящими восстановителями — например, из реакции оксида магния или прокаленного доломита с ферросилицием (процесс Пиджена).
В свое время магний использовался для фотопленки и порошка, поскольку в мелкодисперсном виде он горит в воздухе интенсивным белым светом; он до сих пор находит применение во взрывных и пиротехнических устройствах. Из-за своей низкой плотности (только 2/3 той из алюминия), он находил обширная польза в авиационно-космической промышленности. Однако, поскольку чистый металл имеет низкую структурную прочность, магний в основном используется в виде сплавов — главным образом с 10 процентами или менее алюминия, цинка и марганца — для повышения его твердости, прочности на растяжение, и способность быть брошенным, сваренным, и подверженным механической обработке. Литье, прокатка, прессование и ковка методы все используются с сплавами, и дальнейшее изготовление полученного листа, пластины или экструзии осуществляется путем нормального формирования, присоединения и обработки операций. Магний является самым простым структурным металлом для обработки и часто используется, когда требуется большое количество операций обработки. Сплавы магния имеют несколько применений: они использованы для частей самолётов, космического корабля, машинного оборудования, автомобилей, портативных инструментов, и бытовых приборов.
Тепловая и электрическая проводимость магния и его температура плавления очень похожи на таковые у алюминия. В то время как алюминий подвергается воздействию щелочей, но устойчив к большинству кислот, магний устойчив к большинству щелочей, но легко подвергается воздействию большинства кислот для освобождения водорода (хромовые и плавиковые кислоты являются важными исключениями). При нормальных температурах он устойчив в воздухе и воде из-за образования тонкой защитной оболочки оксида, но при этом подвергается воздействию пара. Магний является мощным восстановителем и используется для получения других металлов из их соединений (например, титана, цирконий и гафний). Он непосредственно взаимодействует со многими элементами.
Магний встречается в природе в виде смеси трех изотопов: магния-24 (79,0%), магния-26 (11,0%) и магния-25 (10,0%). Было подготовлено девятнадцать радиоактивных изотопов; магний-28 имеет самый длинный период полураспада, 20,9 часа, и является бета-излучателем. Хотя магний-26 не является радиоактивным, это дочерний нуклид алюминия-26, который имеет период полураспада 7,2 × 10 5 лет. Повышенные уровни магния-26 были найдены в некоторых метеоритах, и отношение магния-26 к магнию-24 было использовано в определении их возраста.
В число ведущих производителей магния ко второму десятилетию XXI века вошли Китай, Россия, Турция и Австрия.
Основные Соединения магния
В соединениях магний практически всегда проявляет состояние окисления +2 из-за потери или совместного использования его двух электронов 3 С. Существует, однако, небольшое количество координационных соединений, известных С магний-магниевыми связями, LMg-MgL, в которых центры магния имеют формальное состояние окисления +1.Карбонат магния, MgCO 3, встречается в природе как минеральный магнезит и является важным источником элементарного магния. Она может быть произведена искусственно действием углекислого газа на различных соединениях магния. Непахучий белый порошок имеет много промышленных польз — например, как изолятор жары для бойлеров и труб и как добавка в еде, фармацевтической продукции, косметике резинах, чернилах, и стекле . Поскольку карбонат магния является одновременно гигроскопичным и нерастворимым в воде, он был оригинальной добавкой, используемой для придания поваренной соли свободного течения даже в условиях высокой влажности.
Гидроксид магния, Mg (OH) 2 , представляет собой белый порошок, полученный в больших количествах из морской воды путем добавления молока извести (гидроксида кальция). Это основное сырье в продукции металлического магния и было использовано как огне-замедлительная добавка. В воде он образует суспензию, известную как молоко магнезии, которое уже давно используется в качестве антацида и слабительного средства.
При воздействии соляной кислоты на гидроксид магния образуется хлорид магния MgCl 2, бесцветное, распадающееся (водопоглощающее) вещество, используемое в производстве металлического магния, в производстве цемента для тяжелых покрытий и в качестве добавки в текстильном производстве. Он также используется для свертывания соевого молока в производстве тофу.
Карбонат магния или окисоводопод магния производит обычно вызываемую окись магния смеси кислорода, магнезией, MgO. Это белое твердое тело используемое в изготовлении высокотемпературных тугоплавких кирпичей, электрических и термальных изоляторов, цементов, удобрения, резины, и пластмасс. Он также использован медицински как слабительное и антацид.
Сульфат магния, MgSO 4, представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, образованное в результате реакции гидроксида магния с диоксидом серы и воздухом. Гидратная форма сульфата магния, называемая кизеритом, MgSO 4 ∙H 2 O, встречается в виде минерального осадка . Синтетически полученный сульфат магния продается в виде соли Эпсом, MgSO 4 ∙7H 2 O. в промышленности сульфат магния используется в производстве цементов и удобрений, а также в дублении и крашении; в медицине он служит слабительным средством. Из-за своей способности быстро впитывать воду безводная форма используется в качестве осушителя (сушильного агента).
Среди металлоорганических соединений магния важными являются реагенты Гриньяра, состоящие из органической группы (например, алкилы и арилы), атома галогена, отличного от фтора, и магния. Они используются в производстве многих других видов органических и металлоорганических соединений.
Магний необходим для всех живых клеток, поскольку Ион Mg 2+ участвует в критически важных биологических полифосфатных соединениях ДНК, РНК и аденозинтрифосфата (АТФ). Многие ферменты зависят от магния для их функционирования. Примерно в одной шестой раз больше калия содержится в клетках человеческого организма, магний необходим в качестве катализатора ферментативных реакций в углеводном обмене . Магний также является важным компонентом зеленого пигмента хлорофилла, содержащегося практически во всех растениях, водорослях и цианобактериях. Фотосинтетическая функция растений зависит от действия хлорофилла пигменты, содержащие магний в центре сложной азотсодержащей кольцевой системы (порфирин). Эти соединения магния позволяют использовать световую энергию для преобразования углекислого газа и воды в углеводы и кислород и, таким образом, прямо или косвенно обеспечивают ключ почти ко всем жизненным процессам.
Данная статья размещена исключительно в общих познавательных целях посетителей и не является научным материалом, универсальной инструкцией или профессиональным медицинским советом, и не заменяет приём доктора. За диагностикой и лечением обращайтесь только к квалифицированным врачам, в государственных больницах и частных клиниках.
