Химический элемент магний (mg) — характеристика, строение и свойства металла

Содержание:

Магниевые «нобели»: реактив Гриньяра

Неорганические соединения магния хорошо известны. О некоторых (всевозможных магнезиях) мы уже рассказали. Среди самых важных минералов магния нужно назвать доломит (карбонаты кальция и магния), бишофит (водный хлорид магния), брусит (гидроксид магния). Иногда среди минералов магния называют… морскую воду. С другой стороны, его там достаточно много – около 0,12% Но, пожалуй, самые интересные (и самые важные) для нас – органические соединения магния.

Рассказывая об них, не нужно забывать, что органическая химия этого металла принесла исследователям четыре (можно сказать, что и пять с половиной) Нобелевские премии.  Но, конечно, самый главный «магниевый нобель» был вручен в 1912 году Виктору Гриньяру.

Виктор Гриньяр

Гриньяр получил высшее физическое образование и собирался работать школьным учителем. Но завалил экзамены на лицензию, «сходил» в армию… А когда вернулся, ему встретился школьный приятель, Луи Руссе, уже ставший учителем химии. Он и убедил Гриньяра, что химия — это круто.

Руссе рассказал другу, что открылась вакансия ассистента химического факультета на кафедре профессора Филиппа Барбье. Виктор поспешил занять эту вакансию. Впрочем, поначалу Гриньяру казалось, что вся химия — это эмпирическая наука, бессистемная и требующая огромного количества памяти (благодаря учителям химии подавляющее большинство современных школьников именно так и считает), однако потом внутренняя структура науки начала проступать, и наш герой начал показывать выдающиеся успехи.

Барбье был очень хорошим ученым и сильной личностью и умел ценить таких же. Он быстро начал привлекать ассистента кафедры к исследованиям и в 1900 году попросил его попробовать еще раз сделать работы по металлоорганической химии, в которых у него уже несколько лет наблюдались трудности.

Чем занимался Барбье? Он пытался усовершенствовать реакцию Зайцева — присоединение к углероду при кетоновой группе цинкорганических соединений с образованием третичных спиртов и новой связи «углерод – углерод». В те годы вообще единственными металлоорганическими соединениями (органическими веществами, в которых присутствует связь «углерод-металл») была цинкорганика. За одним единственным исключением.

Учитель Гриньяра попытался заменить в этой реакции цинк магнием, потому что знал, что в 1898 году в Германии получили соединения R-Mg-R (R — это углеводородный радикал: метил, этил и так далее), но они получались с непредсказуемым выходом и были нестабильны. Впрочем, у Барбье особо ничего не получилось: он попытался проводить реакцию с двумя органическими веществами в присутствии магния. Реакция, конечно, получалась, но шла непредсказуемо.

Как потом вспоминал сам Гриньяр, Барбье был очень плодовитым на идеи, но если работа сразу же «не шла», то химик охладевал к ней и брал следующую идею. Поэтому Барбье «скинул» эту работу на Гриньяра.

Молодой ученый уперся в те же проблемы, что и учитель, но потом его осенило: а что, если получить магнийорганику не прямо в реакции, как при реакции Зайцева, а получить промежуточное вещество заранее. И внезапно оказалось, что реакция RX+Mg = R-Mg-X (X – это галоген: хлор, бром, йод) идет в растворе очень легко, а полученные вещества идеально реагируют с кетонами и вообще с очень многими органическими соединениями. Так у органиков появился очень мощный метод для направленного органического синтеза. Им пользуются до сих пор, а вещества R-Mg-X везде, кроме Франции, получили название «реактив Гриньяра».

Работа Гриньяра произвела эффект разорвавшейся бомбы. В 1900 году вышла его статья в журнале Comptes Rendus de l’Académie des sciences, и он был ее единственным автором. Этот факт стал, кстати, поводом для серьезной полемики во Франции: почему же Барбье, поставивший задачу, не стал соавтором. По воспоминаниям нашего героя, ему это было просто неинтересно.

Любопытно, что свою степень по химии Гриньяр получил только в 1901 году, когда он стал уже всемирно знаменит. Правда, он озаботился защитой своих интеллектуальных прав: в 1900 году, сразу после открытия своей реакции, Гриньяр попросил двух французских академиков, Анри Муассана (Нобелевская премия 1906 года) и Марелена Бертло о защите своего открытия. Оба написали ему: никак без публикаций защитить свой приоритет не получится. Гриньяр внял совету, заручился поддержкой в публикациях статей, и с 1900 по 1904 год опубликовал четырнадцать.

Надо сказать, влияние на развитие химии эти публикации оказали немалое: только за его «нобелевский» 1912 год было опубликовано 700 статей, посвященных применению реактива Гриньяра. Поэтому Нобелевская премия была абсолютно по делу.

Способы получения магния

Электролиз расплавленного хлорида

Способ электролиза расплавленного хлорида MgCl2 или расплава MgCl2 и KCl стал теперь основным в мировой практике. Для этого применяется ванна из огнеупорного кирпича в стальном кожухе. В середине ванны установлен графитовый анод, а по бокам – два стальных катода. Хлористый магний плавится при 718 ºС, расплав его состоит из ионов Mg2+ и Cl– .

Ионы разряжаются на катоде:

Mg2+ + 2e → Mg.

Магний выделяется в жидком виде (температура плавления 651 ºС) и всплывает в электролите, собираясь на его поверхности; плотность жидкого магния около 1,47 кг/м3, а плотность жидкого MgCl2 1,68 кг/м3.

На аноде выделяется хлор:

2Cl– – 2e → Cl2;

пузырьки его также всплывают в электролите. Магний и хлор не должны встречаться: это привело бы к сгоранию магния в хлоре:

Mg + Cl2 → MgCl2.

Для разделения продуктов электролиза в ванне устанавливают керамические перегородки – диафрагмы. Чтобы предупредить потери хлора и окисление магния кислородом воздуха, ванну закрывают керамической крышкой.

Присутствие в расплаве хлоридов щелочных металлов – калия и натрия – не изменяет ход электролиза: напряжение разложения этих солей выше, поэтому калий и натрий не выделяются на катоде вместе с магнием. Присутствие в расплаве даже небольших количеств воды вредит электролизу, так как хлористый магний при этом гидролизуется:

MgCl2 + H2O → MgO + 2HCl.

Окись магния выпадает в осадок и образует на дне ванны нежелательный для процесса шлам. Подобное действие оказывают примеси сульфата на восстановленный магний:

Mg + MgSO4 → 2MgO + SO2.

Примеси железа восстанавливаются легче магния и загрязняют его. Поэтому для производства магния электролизом нужен безводный его хлорид, не содержащий остаточной воды, сульфата и железа. Безводный хлористый магний можно получить обезвоживанием природных солей – бишофита MgCl2 · 6H2O и карналлита либо хлорированием магнезита.

Соли обезвоживают сушкой и переплавкой. Для хлорирования природный MgCО3 обжигают при температуре около 700–800 ºС, превращая его в каустический магнезит по реакции

MgCО3 → MgO + CO2.

Каустический магнезит смешивают с углем, брикетируют и обрабатывают хлором. Безводный хлористый магний получается в результате реакции

MgO + Cl2 + C →MgCl2 + CO.

Получение хлористого магния из магнезита бывает выгоднее обезвоживания солей, если для этого можно использовать хлор, получаемый при электролизе карналлита.

Поэтому для производства магния электролизом расплавленного хлорида требуется предварительное получение из природного сырья достаточно чистого безводного хлористого магния.

Термические способы получения магния

Углетермический способ основан на реакции

MgO + C Mg + CO.

Окись магния смешивают с мелким нефтяным коксом и брикетируют. Брикеты нагревают в среде водорода, предупреждающего доступ воздуха, в электрической печи при температуре около 2500 ºС. Магний получается в виде паров, смешанных с окисью углерода.

Выходящую из печи газовую смесь быстро охлаждают до 120 ºС, смешивая с большим количеством водорода или природного газа. Резкое охлаждение необходимо для «закаливания» газов, предупреждающего обратную реакцию – окисление паров магния окисью углерода. Магний конденсируется в тонкую пыль; ее улавливают из газов пылеуловителями и подвергают дистилляции в вакууме, получая твердый металл.

Для углетермического способа требуется сложная дорогая аппаратура, и он взрывоопасен: мелкая пыль магния склонна к самовозгоранию. Поэтому в современной практике этот способ применяется редко.

Силикотермический способ требует меньших температур и более простого оборудования. По этому способу окись магния восстанавливают в вакууме ферросилицием – сплавом железа и кремния.

В герметичных стальных ретортах, обогреваемых электричеством или газом до 1160–1170 ºС, нагревают брикеты из тщательно перемешанных порошков каустического доломита и ферросилиция. Каустический доломит – смесь окислов CaO и MgO для силикотермического способа удобнее, чем чистая окись магния: входящая в доломит окись кальция способствует восстановлению.

Каустический доломит получают обжигом природного доломита при 1000–1100 ºС в трубчатых вращающихся печах.

В реторте протекает реакция

2MgO + 2CaO + Si(Fe) → Ca2SiO4 + 2Mg + Fe.

Магний удаляется в виде паров, а в реторте остаются полурасплавленный остаток силиката кальция и железо. Пары магния, охлаждаясь в конденсаторе, дают кристаллический осадок металла.

Этот способ сложен и дорог из-за большого расхода реторт. Реторты даже из дорогой хромоникелевой стали недолговечны. Силикотермический способ применяют в том случае, если отсутствуют месторождения хлоридов магния.

Значение для человека

Магний изначально присутствует в биологических организмах. Однако в повседневных продуктах (хлеб, молоко, мясо) его минимум.

Жизненные процессы

Без металла невозможен нормальный ход важных жизненных процессов:

  • Синтез белка.
  • Работа нервной системы, сердечной мышцы.
  • Расширение сосудов.
  • Желчеотделение.
  • Работа ЖКТ.
  • Выведение из организма холестерина.
  • Сокращение мышц.

Суточная норма вещества для женщин и мужчин – 300 и 400 мг.

Потребность увеличивают психические, физические перегрузки, стрессы, злоупотребление алкоголем, потливость.

Усваивать микроэлемент полнее мешают фитин, жирный или насыщенный кальцием рацион.

Токсикология

Соединения магния малотоксичны (за исключением солей таких ядовитых кислот, как синильная, азотистоводородная, плавиковая, хромовая).

Биологическая роль

Магний — один из важных биогенных элементов, в значительных количествах содержится в тканях животных и растений (хлорофиллы). Его биологическая роль сформировалась исторически в период зарождения и развития протожизни на нашей планете в связи с тем, что солевой состав морской воды древней Земли был преимущественно хлоридно-магниевый, в отличие от нынешнего — хлоридно-натриевого.

Магний является кофактором многих ферментативных реакций. Магний необходим для превращения креатинфосфата в АТФ — нуклеотид, являющийся универсальным поставщиком энергии в живых клетках организма. Магний необходим на всех этапах синтеза белка. Он участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца, оказывает сосудорасширяющее действие, стимулирует желчеотделение, повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению из организма холестерина.

Усвоению магния мешают наличие фитина и избыток жиров и кальция в пище. Недостаток магния в организме может проявляться по-разному: бессонница, хроническая усталость, остеопороз, артрит, фибромиалгия, мигрень, мышечные судороги и спазмы, сердечная аритмия, запоры, предменструальный синдром (ПМС). При потливости, частом употреблении слабительных и мочегонных, алкоголя, больших психических и физических нагрузках (в первую очередь при стрессах и у спортсменов) потребность в магнии увеличивается.

Более всего магния содержится в пшеничных отрубях, тыквенных семечках, какао-порошке. К пище, богатой магнием относят также кунжут, отруби, орехи. Однако обилие фитина в этих продуктах делает его малодоступным для усвоения, поэтому только зелёные овощи могут служить надёжным источником магния. Магния совсем мало в хлебе, молочных, мясных и других повседневных продуктах питания современного человека. Суточная норма магния — порядка 300 мг для женщин и 400 мг для мужчин (предполагается, что всасывается около 30 % магния).

При употреблении витаминно-минеральных комплексов, содержащих магний, необходимо помнить, что при чрезмерном его потреблении возможна передозировка, сопровождающаяся снижением артериального давления, тошнотой, рвотой, угнетением центральной нервной системы, снижением рефлексов, изменениями на электрокардиограмме, угнетением дыхания, комой, остановкой сердца, параличом дыхания, анурическим синдромом.

Также следует соблюдать осторожность при приеме магния людям с почечной недостаточностью

Питание

Магнием насыщены порошковое какао, отруби, орехи, тыквенные семечки. Однако усваивать элемент мешает изобилие в них фитина.

Кладезем магния диетологи считают зеленые овощи. Это капуста, огурцы, горошек, спаржа, сельдерей, лук, шпинат, петрушка.

Симптомы дефицита магния:

Распространение в природе

Гидроксид магния в природе встречается в виде минерала брусита. Крупные месторождения этой породы — большая редкость. В России его добывают на Кульдурском месторождении, где его запасы оценивают в 14 миллионов тонн. Добыча на нем идет со скоростью примерно в 250 тысяч тонн продукта в год, но с этого года объемы добычи увеличились вдвое. Причиной этому стал хороший спрос на этот минерал за границей. Самым крупным импортером является Япония.

Выглядит брусит как белые, серые или зеленовато-белые кристаллы со стеклянным блеском на изломе. Имеет довольно низкую твердость, поэтому легко режется ножом. Может содержать примеси. В зависимости от их количества и типа выделяют несколько подвидов этого минерала. Так, ферронемалит содержит в себе, помимо гидроксида магния, 5 % железа в виде оксида, а ферробрусит — уже целых 36 %. Оксид железа имеет бурый цвет (цвет ржавчины), поэтому эти минералы приобретают тот же оттенок вместо привычного светло-зеленого. Существует еще и мангобрусит. В качестве примеси здесь выступает марганец. Такой минерал имеет уже медово-желтый цвет. Но при контакте с кислородом воздуха минерал быстро теряет свой красивый цвет и быстро чернеет.

Применяют данный минерал в основном как сырье. Из него получают оксид и другие соединения магния, флюсы, различные огнеупорные материалы. Но брусит можно применять и без какой-либо обработки. Так, этот минерал используют для очистки газов от хлора и для сорбционного фильтрования воды.

Получение чистого металла

Промышленное получение металла возможно двумя способами:

  1. Электролитическим.
  2. Термическим.

В первом способе необходимы обезвоженные хлориды магния, натрия, калия. Их смешивают в электролитической ванне, в расплаве происходит восстановления магния.

Чистый металл сливают, добавляя в ванну сырье. В черновом металле содержится до 2% примесей. При необходимости еще не остывший магний рафинируют, доводя чистоту почти до идеальной — 99,999%.

Во втором способе в качестве сырья предпочтительно использовать доломит с добавлением кокса. Возможно использование морской воды. Смесь разогревают до 2100 градусов, пары магния отгоняются и конденсируются.

Производство магниевых сплавов

Выплавку литейных магниевых сплавов производят:

  • в тигельных печах, работающих на жидком топливе, на газообразном топливе, на электричестве;
  • в электрических индукционных печах;
  • в отражательных печах.

Выплавку деформируемых магниевых сплавов производят:

  • в отражательных печах (3-12 т);
  • в индукционных печах (более 12 т).

Во время выплавки магниевого сплава его поверхность усиленно защищают слоем флюса, чтобы не было контакта с кислородом. Применяются флюсы, изготовленные на основе солей фтора и хлора, а также щелочных металлов. В формовочные смеси также вводят специальные присадки чтобы избежать горения сплава.

Дальнейшую обработку литейных сплавов производят способами:

  • литьё в песчаные формы – изготовление отливок методом заливки металла в специально подготовленные литейные модели, где будущие пустоты изделия заполняются песком;
  • литьё в кокиль – изготовление отливок в разборных формах, пригодных к многократному употреблению;
  • литьё под давлением – изготовление отливок путём впрыскивания металла в форму под давлением.

Дальнейшую обработку деформируемых сплавов производят способами:

  • прессования – обработки сплава давлением путём выдавливания его из закрытой полости;
  • ковки – обработки сплава давлением посредством приложения к нему высокой ударной нагрузки;
  • штамповки – обработка сплава давлением посредством направленной пластической деформации;
  • горячей прокатки – обработка сплав давлением путём пропускания его между давящими валками при высоких температурах;
  • холодной прокатки – обработка сплав давлением путём пропускания его между давящими валками при низких температурах.

Способы обработки готовых изделий для улучшения их механических показателей:

  • закалка (гомогенизация);
  • закалка со искусственным старением;
  • отжиг на снятие механических напряжений (рекристаллизация);
  • отжиг на выравнивание структуры металла и на снижение зернистости (диффузный).

Что такое калий?

Калий (K/Kalium) в природе – это мягкий щелочной металл. Другое его название: потассиум.

В человеческом организме калий регулирует водно-солевой баланс и, во многом, отвечает за сердечный ритм. Примерно 98% этого микроэлемента содержится внутри клеток. Калий необходим для нормальной работы мышечной ткани (в том числе мышцы сердца).

Калий продуктивно работает в «дуэте» с магнием. Суточная норма потребления калия – 3600 мг. Столько калия содержится, к примеру, в 200 г кураги, 470 г шпината или 370 г морской капусты.

1

содержится в большинстве растений

2

соли калия предотвращают размножение бактерий

3

одна из солей калия – сорбат (E 202) – часто используется как основной консервант в пищевой промышленности

4

калий не синтезируется в организме человека

Что такое магний?

Магний (Mg/Magnesium) – минерал, от которого во многом зависит стабильная работа нервной системы, а также нормальное функционирование мышц. Вместе с калием это вещество благоприятно влияет на работу сердца: улучшает сердечный ритм и эластичность сосудов, уменьшает колебания артериального давления, снижает скорость атеросклеротических процессов.

Магний участвует в механизме мышечного сокращения и предотвращает спазм мышц, а также успокаивающе действует на нервную систему, снижает тревожность и раздражительность.

Суточная норма потребления магния составляет 400 мг. Больше всего магния содержится в пшеничных отрубях, тыквенных и кунжутных семечках, орехах, зелени и бобовых культурах.

1

большое количество магния содержится в морской воде

2

хлорофиллы в зеленых листьях растений состоят из магниевых комплексов, которые обеспечивают процесс фотосинтеза

3

избыток жира в рационе мешает нормальному усвоению магния

При каких заболеваниях сердечно-сосудистой системы наиболее полезны калий и магний?

1

различные виды сердечных аритмий

2

сердечная недостаточность

3

артериальная гипертония, ишемическая болезнь сердца (стенокардия, инфаркт миокарда)

4

атеросклеротическое поражение сосудов сердца

5

инсульт

Многочисленные исследования подтверждают эффективность комплексного применения калия и магния в лечении болезней сердечно-сосудистой системы, депрессий, физическом истощении и других проблем со здоровьем.

Магний (Mg, Magnesium)

Магний в виде металла был впервые получен Гемфри Дэви в 1808 году. Английский химик проводил процесс электролиза между влажной смесью белой магнезии и оксидом ртути, в результате чего получил сплав ртути с неизвестным металлом (амальгаму). После выгонки ртути Дэви получил новое вещество – порошок металла, который был назван магнием (calorizator). Через два десятилетия, в 1828 году француз А.Бюсси получил чистый металлический магний.

Общая характеристика магния

Магний является элементом главной подгруппы II группы III периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 12 и атомную массу 24,305. Принятое обозначение – Mg (от латинского Magnesium).

Нахождение в природе

По количеству содержания в земной коре магний занимает 8-е место среди минеральных веществ, он очень распространён. Природными источниками магния являются морская вода, ископаемые минеральные отложения и рассолы.

Физические и химические свойства

Магний является лёгким и ковким металлом, его цвет – серебристо-белый с явным металлическим блеском. В обычном состоянии покрыт плёнкой оксида магния, которую можно разрушить, нагрев металл до 600-650˚С. Магний сгорает, выделяя ослепительно белое пламя и образуя оксид и нитрид магния.

Суточная потребность в магнии

Суточная потребность в магнии зависит от возраста, пола и физического состояния человека. Для здорового взрослого человека составляет от 400 до 500 мг.

Продукты питания богатые магнием

В продуктах питания содержится различное количество магния, расположим их по мере убывания содержания полезного микроэлемента:

  • крупы (пшено и гречка)
  • горох, фасоль, лесные орехи, тахинная халва
  • сухое молоко, арбуз, пшеничные отруби, шпинат, соевая мука
  • ржаной хлеб, абрикосы, лимон, грейпфрут
  • печень говяжья, мясо кролика, свинина
  • пшеничный хлеб, кукуруза, морковь, салат
  • молочные продукты, рыба, яйца
  • картофель, репчатый лук, белокочанная капуста
  • томаты, зелёный лук, свёкла
  • яблоки, сливы.

Усвояемость магния

Всасывание органических соединений магния в основном происходит в двенадцатиперстной и толстой кишках, при чрезмерном употреблении кофеина, алкоголя и калия организм теряет значительную часть магния с мочой.

Взаимодействие с другими

Для организма важен баланс между кальцием и магнием, потому что именно эти минералы отвечают за нормальное состояние костной ткани и зубов. В аптечных витаминно-минеральных комплексах количество кальция и магния содержится в оптимальных количествах.

Натрий, магний и фосфор регулируют процессы в нервной системе и отвечают за мышечную активность. Обменные процессы магния в организме происходят с помощью витаминов В6, D, Е и калия.

Признаки нехватки магния

Нехватку магния в организме могут вызвать болезни почек, расстройство желудка, приём мочегонных средств и некоторых контрацептивов, чрезмерное увлечение алкоголем и кофеином. Признаками нехватки магния считают бессонницу, раздражительность, головокружения, нарушения сердцебиения и скачки кровяного давления, частые головные боли, чувство усталости, мерцающие точки перед глазами, судороги, мышечные спазмы, выпадение волос.

Признаки избытка магния

Признаками избытка магния считают:

  • понос, тошноту, рвоту
  • сонливость, замедление пульса
  • нарушения координации, речи
  • высыхание слизистых (во рту и носу).

Полезные свойства магния и его влияние на организм

Магний важен для эффективного функционирования нервов и мышц, важен для превращения сахара крови в энергию. Магний поддерживает здоровое состояние зубов, помогает предупредить отложения кальция, камни в почках и желчном пузыре, приносит облегчение при несварении. Организм человека содержит приблизительно 21 г магния.

Магний нормализует деятельность сердечно-сосудистой и эндокринной систем организма, функции головного мозга, оказывает помощь при выведении токсинов и тяжёлых металлов.

Применение магния в жизни

Соединения магния (сплавы) используются в самолётостроении и автомобильном производстве из-за прочности и лёгкости магниевых сплавов. Магний применяется как химический источник тока, в медицине, военном деле, в фотографии.

Виктория Н. (специально для Calorizator.ru) целиком или частично запрещено.

Свойства магния (таблица): температура, плотность, давление и пр.:

100 Общие сведения  
101 Название Магний
102 Прежнее название
103 Латинское название Magnesium
104 Английское название Magnesium
105 Символ Mg
106 Атомный номер (номер в таблице) 12
107 Тип Металл
108 Группа Цветной, щёлочноземельный металл
109 Открыт Джозеф Блэк, Шотландия, 1755 г., Хемфри Дэви, Великобритания, 1808 г., Антуан Александр Брутус Бюсси, Франция, 1829 г.
110 Год открытия 1755 г.
111 Внешний вид и пр. Лёгкий, ковкий, серебристо-белый металл
112 Происхождение Природный материал
113 Модификации
114 Аллотропные модификации
115 Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга
116 Конденсат Бозе-Эйнштейна
117 Двумерные материалы
118 Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) 0 %
119 Содержание в земной коре (по массе) 2,9 %
120 Содержание в морях и океанах (по массе) 0,13 %
121 Содержание во Вселенной и космосе (по массе) 0,06 %
122 Содержание в Солнце (по массе) 0,07 %
123 Содержание в метеоритах (по массе) 12 %
124 Содержание в организме человека (по массе) 0,027 %
200 Свойства атома  
201 Атомная масса (молярная масса)* 24,304-24,307 а. е. м. (г/моль)
202 Электронная конфигурация 1s2 2s2 2p6 3s2
203 Электронная оболочка K2 L8 M2 N0 O0 P0 Q0 R0
204 Радиус атома (вычисленный) 145 пм
205 Эмпирический радиус атома* 150 пм
206 Ковалентный радиус* 141 пм
207 Радиус иона (кристаллический) Mg2+

71 (4) пм,

86 (6) пм,

103 (8) пм

(в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле)

208 Радиус Ван-дер-Ваальса 173 пм
209 Электроны, Протоны, Нейтроны 12 электронов, 12 протонов, 12 нейтронов
210 Семейство (блок) элемент s-семейства
211 Период в периодической таблице 3
212 Группа в периодической таблице 2-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 2-ой группы)
213 Эмиссионный спектр излучения
300 Химические свойства  
301 Степени окисления 0; +1; +2
302 Валентность II
303 Электроотрицательность 1,31 (шкала Полинга)
304 Энергия ионизации (первый электрон) 737,75 кДж/моль (7,646236(4) эВ)
305 Электродный потенциал Mg2+ + 2e– → Mg, Eo = -2,363 В
306 Энергия сродства атома к электрону -40(19) кДж/моль (-0,4(2) эВ)
400 Физические свойства
401 Плотность 1,738 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело),

1,584 г/см3 (при температуре плавления 650 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость),

1,57 г/см3 (при 651 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества –жидкость)

402 Температура плавления 650 °C (923 K, 1202 °F)
403 Температура кипения 1090 °C (1363 K, 1994 °F)
404 Температура сублимации
405 Температура разложения
406 Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом
407 Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* 8,48 кДж/моль
408 Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* 128 кДж/моль
409 Удельная теплоемкость при постоянном давлении 0,983 Дж/г·K (при 25 °C), 1,6 Дж/г·K (при 100 °C), 1,31 Дж/г·K (при 650 °C)
410 Молярная теплоёмкость* 24,869 Дж/(K·моль)
411 Молярный объём 14,0 см³/моль
412 Теплопроводность 156 Вт/(м·К) (при стандартных условиях),

156 Вт/(м·К) (при 300 K)

500 Кристаллическая решётка
511 Кристаллическая решётка #1
512 Структура решётки Гексагональная плотноупакованная
513 Параметры решётки a = 3,2029 Å, c = 5,2000 Å
514 Отношение c/a 1,624
515 Температура Дебая 318 К
516 Название пространственной группы симметрии P63/mmc
517 Номер пространственной группы симметрии 194
900 Дополнительные сведения
901 Номер CAS 7439-95-4

Примечание:

201* Указан диапазон значений атомной массы в связи с различной распространённостью изотопов данного элемента в природе.

205* Эмпирический радиус атома магния согласно составляет 160 пм.

206* Ковалентный радиус магния согласно и составляет 141±7 пм и 136 пм соответственно.

407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) магния согласно составляет 9,20 кДж/моль.

408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) магния согласно составляет 131,8 кДж/моль.

410* Молярная теплоемкость магния согласно составляет 24,90 Дж/(K·моль).

Особенности Mg, как элемента периодической системы

Химические свойства магния во многом лежат где-то между бериллием и кальцием. Прежде всего, это проявляется во взаимодействии с водой. Первый не реагирует с ней вообще, второй же в ней растворяется. Mg слабо взаимодействует с нагретой водой. Но при взаимодействии с водяным паром (от 400 градусов по Цельсию) происходит реакция Mg+ H2O = MgO + H2, в которой металл растворяется при активном выделении водорода.

Видео – химические свойства магния:

Несколько иная реакция происходит с водяным паром: Mg+ 2H2O = Mg(OH)2 +H2. Причем свободный водород в итоге поглощается магнием MgH3. В результате, если плавление металла происходило во влажной среде, по мере его застывания водород практически полностью исчезает.

Свойства магния: взаимодействовать с водой при высоких температурах становится и гореть при присутствии в атмосфере углекислого газа, – затрудняют тушение пожаров с участием Mg. Их нельзя тушить водой. По инструкции используют порошковые огнетушители и песок. Также можно применять оксиды Si, с которыми магний вступает в реакцию, но количество выделяемой теплоты значительно ниже.

На фото: горение магния

Также необходимо отметить, что несмотря на фактическую нерастворимость Mg(OH)2 в воде, раствор фенолфталеина в его присутствии окрашивается в розовый цвет.

Магний в таблице Менделеева

Магний металл устойчив к едким щелочам, соде, керосину, бензину, минеральным маслам. Способность этого элемента отнимать кислород и хлор, используют для восстановления чистых веществ. Например, брома или титана.

Для синтезов разных классов органических соединений используется свойство магния взаимодействовать с галогенами. Обычно это Cl, Br, I, с фтором Mg образует защитную пленку, из-за чего их соединение редко используется для синтеза реактивов Гриньяра. Последние наиболее часто формируются на основе формулы RMgHal, где R – это органический радикал, а Hal – один из перечисленных галогенов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector