ФЭНДОМ


Магний / Magnesium (Mg)
Атомный номер 12
Внешний вид простого вещества 125 px

лёгкий, ковкий, серебристо-белый металл

Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
24,305 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 160 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
737,3 (7,64) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Ne] 3s2
Химические свойства
Ковалентный радиус 136 пм
Радиус иона 66 (+2e) пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
1,31
Электродный потенциал −2,37 В
Степени окисления 2
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность 1,738 г/см³
Удельная теплоёмкость 1,025 Дж/(K·моль)
Теплопроводность 156 Вт/(м·K)
Температура плавления 922 K
Теплота плавления 9,20 кДж/моль
Температура кипения 1 363 K
Теплота испарения 131,8 кДж/моль
Молярный объём 14,0 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки гексагональная
Период решётки 3,210 Å
Отношение c/a 1,624
Температура Дебая 318,00 K


Mg 12
24,305
3s²
Магний

История

Файл:Electron shell 012 Magnesium.svg

Происхождение названия

В 1695 году из минеральной воды Эпсомского источника в Англии выделили соль, обладавшую горьким вкусом и слабительным действием. Аптекари называли её горькой солью, а также английской, или эпсомской солью. Минерал эпсомит имеет состав MgSO4 · 7H2O. Химики, действуя на растворы этой соли содой или поташом, получали белый осадок — основной карбонат магния, который может иметь различный состав, например 3MgCO3 · Mg(OH)23H2O. Это была белая магнезия (magnesia alba), её применяли (и сейчас применяют) наружно как присыпку, а внутрь — при повышенной кислотности и как лёгкое слабительное.

Основной карбонат магния изредка встречается в природе, и белая магнезия также известна с древних времен. Вероятно, этот минерал находили около Магнесии, но скорее всего — другой. Дело в том, что жители Магнесии основали в Малой Азии два города с тем же названием, что могло привести к путанице. Один из этих городов сейчас называется Манисой и находится на восточной оконечности Турции. Окрестности этого города прославлены сказаниями о Ниобе. Магнесия на Меандре была южнее, там находился знаменитый храм Артемиды.

Лавуазье считал белую магнезию простым телом. В 1808 году английский химик Гемфри Дэви при электролизе слегка увлажнённой белой магнезии с ртутным катодом получил амальгаму нового металла (она содержит до 3 % магния), который выделил отгонкой ртути и назвал магнезием. С тех пор во всех европейских языках этот элемент называется magnesium и только в русском — магнием: так его назвал Г. И. Гесс в своём учебнике химии, изданном в 1831 году и выдержавшем семь изданий. По этой книге учились многие русские химики.

Получение

Обычный промышленный метод получения металлического магния — это электролиз расплава смеси безводных хлоридов магния MgCl2, натрия NaCl и калия KCl. В этом расплаве электрохимическому восстановлению подвергается хлорид магния:

MgCl2 (электролиз) = Mg + Cl2.

Расплавленный металл периодически отбирают из электролизной ванны, а в нее добавляют новые порции магнийсодержащего сырья. Так как полученный таким способом магний содержит сравнительно много — около 0,1% примесей, при необходимости «сырой» магний подвергают дополнительной очистке. С этой целью используют электролитическое рафинирование, переплавку в вакууме с использованием специальных добавок — флюсов, которые «отнимают» примеси от магния, или перегонку (сублимацию) металла в вакууме. Чистота рафинированного магния достигает 99,999% и выше.

Разработан и другой способ получения магния — термический. В этом случае для восстановления оксида магния при высокой температуре используют кокс:

MgO + C = Mg + CO

или кремний. Применение кремния позволяет получать магний из такого сырья, как доломит CaCO3·MgCO3, не проводя предварительного разделения магния и кальция. С участием доломита протекают реакции:

CaCO3+MgCO3 = CaO + MgO + 2CO2,

2MgO + 2CaO + Si = Ca2SiO4 + 2Mg.

Преимущество термического способа состоит в том, что он позволяет получать магний более высокой чистоты. Для получения магния используют не только минеральное сырье, но и морскую воду.

Физические свойства

Магний — очень легкий, довольно хрупкий металл, постепенно окисляется на воздухе, превращаясь в белый оксид магния. Кристаллическая решетка α-формы Ca (устойчивой при обычной температуре) гранецентрированная кубическая, а = 5,56Å. Атомный радиус 1,97Å, ионный радиус Ca2+, 1,04Å. Плотность 1,54 г/см3(20 °C). Выше 464 °C устойчива гексагональная β-форма. tпл = 851 °C, tкип = 1482 °C; температурный коэффициент линейного расширения 22•10-6 (0-300 °C); теплопроводность при 20 °C 125,6 Вт/(м•К) или 0,3 кал/(см•сек•°C); удельная теплоемкость (0-100 °C) 623,9 дж/(кг•К) или 0,149 кал/(г•°C); удельное электросопротивление при 20 °C 4,6•10-8 ом•м или 4,6•10-6ом•см; температурный коэффициент электросопротивления 4,57•10-3 (20 °C). Модуль упругости 26 Гн/м2 (2600 кгс/мм2); предел прочности при растяжении 60 Мн/м2 (6 кгс/мм2); предел упругости 4 Мн/м2 (0,4 кгс/мм2), предел текучести 38 Мн/м2 (3,8 кгс/мм2); относительное удлинение 50%; твердость по Бринеллю 200-300 Мн/м2 (20-30 кгс/мм2). Магний достаточно высокой чистоты пластичен, хорошо прессуется, прокатывается и поддается обработке резанием.

Химические свойства

Смесь порошкового магния с перманганатом калия (марганцовка - KMnO4) - взрывчатое вещество, берегите глаза!

Определение

Серебристо-белый, средний по твердости металл. Средне распространен в природе. При горении выделяется большое количество света и тепла.

Применение

Сплавы

Сплавы на основе магния являются важным конструкционным материалом в авиационной и автомобильной промышленности благодаря их лёгкости и прочности. Цены на магний в слитках в 2006 году составили в среднем 3 долл/кг.

Химические источники тока

Магний в виде чистого металла а так же его химические соединения (бромид, перхлорат) применяются для производства очень мощных резервных электрических батарей (например магний-перхлоратный элемент, серно-магниевый элемент, хлористосвинцово-магниевый элемент, хлорсеребряно-магниевый элемент, хлористомедно-магниевый элемент, магний-ванадиевый элемент и др), и сухих элементов (марганцево-магниевый элемент, висмутисто-магниевый элемент, магний-м-ДНБ элемент и др). ХИТ на основе магния отличаются очень высокими значениями удельных энергетических характеристик и высоким разрядным напряжением. В последние годы в ряде стран обострилась проблема разработки аккумулятора с большим сроком службы, так как теоретические данные позволяют утверждать очень большие перспективы его широкого использования (высокая энергия, экологичность, доступность сырья).

Соединения

Гидрид магния — один из наиболее емких аккумуляторов водорода, применяемых для его хранения.

Огнеупорные материалы

Оксид магния (MgO) применяется в качестве огнеупорного материала для производства тиглей и специальной футеровки металлургических печей.

Перхлорат магния, Mg2(ClO4)2 — (ангидрон) применяется для глубокой осушки газов в лабораториях, и в качестве электролита для химических источников тока с участием магния.

Фторид магния (MgF2) в виде синтетических монокристаллов применяется в оптике (линзы, призмы).

Бромид магния (MgBr2) — в качестве электролита для химических резервных источников тока.

Медицина

Оксид и соли магния применяется в медицине (аспаркам, сульфат магния, цитрат магния, минерал бишофит).

Фотография

Магниевый порошок с окисляющими добавками (нитрат бария,нитрат аммония, перманганат калия, гипохлорит натрия, хлорат калия, и.т.д.)применялся (и применяется сейчас в редких случаях) в фотоделе в химических фотовспышках (магниевая фотовспышка).

Биологическая роль и токсикология

Магний — один из важных биогенных элементов, в значительных количествах содержится в тканях животных и растений. Магний является кофактором многих ферментативных реакций. Магний необходим для превращения креатина фосфата в АТФнуклеотид, являющийся универсальным поставщиком энергии в живых клетках организма. Поэтому магний является тем элементом, который контролирует энергетику организма. Магний необходим на всех этапах синтеза белка. Установлено также, что 80—90 % современных людей страдают от дефицита магния. Это может проявляться по-разному: бессоница, хроническая усталость, остеопороз, артрит, фибромиалгия, мигрень, мышечные судороги и спазмы, сердечная аритмия, запоры, предменструальный синдром (ПМС) и прочие симптомы и болезни. А при частом употреблении слабительных, алкоголя, больших психических и физических нагрузках потребность в магнии увеличивается.

К пище, богатой магнием, относятся: кунжут, отруби, орехи. Магния совсем мало в хлебе, молочных, мясных и других повседневных продуктах питания современного человека. Для получения суточной нормы магния, порядка 300 мг для женщин и 400 мг для мужчин, необходимо выпивать 2—3 литра молока или съедать 1,5—2 кг мяса.

По результатам последних исследований обнаружено, что цитрат магния является наиболее усваиваемым магниесодержащим продуктом. [1][2].


Примечания

Литература

  1. Эйдензон М. А., Магний, М., 1969; Тихонов В. Н.
  2. Аналитическая химия магния, М., 1973 Иванов А. И., Ляндрес М. Б., Прокофьев О. В.
  3. Производство магния, М., 1979. С. И. Дракин. П. М. Чукуров.
  4. Дэвис А. Нутрицевтика. Питание для жизни, здоровья и долголетия. — М.: Саттва, Институт трансперсональной психологии, 2004. — С.180—188. — ISBN.5-93509-021-X
  5. Минделл Э. Справочник по витаминам и минеральным веществам. — М.: Медицина и питание, 2000. — С.83—85. — ISBN.5-900059-03-0

Ссылки





Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Магний. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Материалы сообщества доступны в соответствии с условиями лицензии CC-BY-SA , если не указано иное.