Магний как пишется в таблице менделеева

Not to be confused with manganese (Mn).

«mg» redirects here. For the milligram (mg) or megagram (Mg), see kilogram § SI multiples. For other uses, see MG.

Magnesium, ₁₂Mg

Magnesium
Pronunciation	​(mag-NEE-zee-əm)
Appearance	shiny grey solid
Standard atomic weight Ar°(Mg)	[24.304, 24.307] 24.305±0.002 (abridged)[1]
Magnesium in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Be ↑ Mg ↓ Ca sodium ← magnesium → aluminium
Atomic number (Z)	12
Group	group 2 (alkaline earth metals)
Period	period 3
Block	s-block
Electron configuration	[Ne] 3s2
Electrons per shell	2, 8, 2
Physical properties
Phase at STP	solid
Melting point	923 K ​(650 °C, ​1202 °F)
Boiling point	1363 K ​(1091 °C, ​1994 °F)
Density (near r.t.)	1.738 g/cm3
when liquid (at m.p.)	1.584 g/cm3
Heat of fusion	8.48 kJ/mol
Heat of vaporization	128 kJ/mol
Molar heat capacity	24.869[2] J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 701 773 861 971 1132 1361
Atomic properties
Oxidation states	0,[3] +1,[4] +2 (a strongly basic oxide)
Electronegativity	Pauling scale: 1.31
Ionization energies	1st: 737.7 kJ/mol 2nd: 1450.7 kJ/mol 3rd: 7732.7 kJ/mol (more)
Atomic radius	empirical: 160 pm
Covalent radius	141±7 pm
Van der Waals radius	173 pm
Spectral lines of magnesium
Other properties
Natural occurrence	primordial
Crystal structure	​hexagonal close-packed (hcp)
Speed of sound thin rod	4940 m/s (at r.t.) (annealed)
Thermal expansion	24.8[5] µm/(m⋅K) (at 25 °C)
Thermal conductivity	156[6] W/(m⋅K)
Electrical resistivity	43.9[7] nΩ⋅m (at 20 °C)
Magnetic ordering	paramagnetic
Molar magnetic susceptibility	+13.1×10−6 cm3/mol (298 K)[8]
Young’s modulus	45 GPa
Shear modulus	17 GPa
Bulk modulus	35.4[9] GPa
Poisson ratio	0.290
Mohs hardness	1–2.5
Brinell hardness	44–260 MPa
CAS Number	7439-95-4
History
Naming	after Magnesia, Greece[10]
Discovery	Joseph Black (1755[10])
First isolation	Humphry Davy (1808[10])
Main isotopes of magnesium v e
Iso­tope Decay abun­dance half-life (t1/2) mode pro­duct 24Mg 79.0% stable 25Mg 10.0% stable 26Mg 11.0% stable
Category: Magnesium view talk edit | references

Magnesium is a chemical element with the symbol Mg and atomic number 12. It is a shiny gray metal having a low density, low melting point and high chemical reactivity. Like the other alkaline earth metals (group 2 of the periodic table) it occurs naturally only in combination with other elements and it almost always has an oxidation state of +2. It reacts readily with air to form a thin passivation coating of magnesium oxide that inhibits further corrosion of the metal. The free metal burns with a brilliant-white light. The metal is obtained mainly by electrolysis of magnesium salts obtained from brine. It is less dense than aluminium and is used primarily as a component in strong and lightweight alloys that contain aluminium.

In the cosmos, magnesium is produced in large, aging stars by the sequential addition of three helium nuclei to a carbon nucleus. When such stars explode as supernovas, much of the magnesium is expelled into the interstellar medium where it may recycle into new star systems. Magnesium is the eighth most abundant element in the Earth’s crust^[11] and the fourth most common element in the Earth (after iron, oxygen and silicon), making up 13% of the planet’s mass and a large fraction of the planet’s mantle. It is the third most abundant element dissolved in seawater, after sodium and chlorine.^[12]

This element is the eleventh most abundant element by mass in the human body and is essential to all cells and some 300 enzymes.^[13] Magnesium ions interact with polyphosphate compounds such as ATP, DNA, and RNA. Hundreds of enzymes require magnesium ions to function. Magnesium compounds are used medicinally as common laxatives, antacids (e.g., milk of magnesia), and to stabilize abnormal nerve excitation or blood vessel spasm in such conditions as eclampsia.^[13]

Characteristics

Physical properties

Elemental magnesium is a gray-white lightweight metal, two-thirds the density of aluminium. Magnesium has the lowest melting (923 K (650 °C)) and the lowest boiling point 1,363 K (1,090 °C) of all the alkaline earth metals.^[14]

Pure polycrystalline magnesium is brittle and easily fractures along shear bands. It becomes much more malleable when alloyed with small amount of other metals, such as 1% aluminium.^[15] The malleability of polycrystalline magnesium can also be significantly improved by reducing its grain size to ca. 1 micron or less.^[16]

When finely powdered, magnesium can react with water to produce hydrogen gas:

Mg(s) + 2H₂O(g) → Mg(OH)₂(aq) + H₂(g) + 1203.6 kJ

However, this reaction is much less dramatic than the reactions of the alkali metals with water, because the magnesium hydroxide tends to build up on the surface of the pure magnesium metal and prevent the reaction from occurring.^[17]

Chemical properties

General chemistry

It tarnishes slightly when exposed to air, although, unlike the heavier alkaline earth metals, an oxygen-free environment is unnecessary for storage because magnesium is protected by a thin layer of oxide that is fairly impermeable and difficult to remove.

Direct reaction of magnesium with air or oxygen at ambient pressure forms only the «normal» oxide MgO. However, this oxide may be combined with hydrogen peroxide to form Magnesium peroxide, MgO₂, and at low temperature the peroxide may be further reacted with ozone to form magnesium superoxide Mg(O₂)₂.^[18]

Magnesium reacts with water at room temperature, though it reacts much more slowly than calcium, a similar group 2 metal. When submerged in water, hydrogen bubbles form slowly on the surface of the metal – though, if powdered, it reacts much more rapidly. The reaction occurs faster with higher temperatures (see safety precautions). Magnesium’s reversible reaction with water can be harnessed to store energy and run a magnesium-based engine. Magnesium also reacts exothermically with most acids such as hydrochloric acid (HCl), producing the metal chloride and hydrogen gas, similar to the HCl reaction with aluminium, zinc, and many other metals.

Flammability

Magnesium is highly flammable, especially when powdered or shaved into thin strips, though it is difficult to ignite in mass or bulk. Flame temperatures of magnesium and magnesium alloys can reach 3,100 °C (5,610 °F),^[19] although flame height above the burning metal is usually less than 300 mm (12 in).^[20] Once ignited, such fires are difficult to extinguish, because combustion continues in nitrogen (forming magnesium nitride), carbon dioxide (forming magnesium oxide and carbon), and water (forming magnesium oxide and hydrogen, which also combusts due to heat in the presence of additional oxygen). This property was used in incendiary weapons during the firebombing of cities in World War II, where the only practical civil defense was to smother a burning flare under dry sand to exclude atmosphere from the combustion.

Magnesium may also be used as an igniter for thermite, a mixture of aluminium and iron oxide powder that ignites only at a very high temperature.

Organic chemistry

Organomagnesium compounds are widespread in organic chemistry. They are commonly found as Grignard reagents. Magnesium can react with haloalkanes to give Grignard reagents. Examples of Grignard reagents are phenylmagnesium bromide and ethylmagnesium bromide. The Grignard reagents function as a common nucleophile, attacking the electrophilic group such as the carbon atom that is present within the polar bond of a carbonyl group.

A prominent organomagnesium reagent beyond Grignard reagents is magnesium anthracene with magnesium forming a 1,4-bridge over the central ring. It is used as a source of highly active magnesium. The related butadiene-magnesium adduct serves as a source for the butadiene dianion.

Magnesium in organic chemistry also appears as low valent magnesium compounds, primarily with the magnesium forming diatomic ions in the +1 oxidation state but more recently also with zero oxidation state or a mixture of +1 and zero states.^[21] Such compounds find synthetic application as reducing agents and sources of nucleophilic metal atoms.

Source of light

When burning in air, magnesium produces a brilliant-white light that includes strong ultraviolet wavelengths. Magnesium powder (flash powder) was used for subject illumination in the early days of photography.^[22][23] Later, magnesium filament was used in electrically ignited single-use photography flashbulbs. Magnesium powder is used in fireworks and marine flares where a brilliant white light is required. It was also used for various theatrical effects,^[24] such as lightning,^[25] pistol flashes,^[26] and supernatural appearances.^[27]

Detection in solution

The presence of magnesium ions can be detected by the addition of ammonium chloride, ammonium hydroxide and monosodium phosphate to an aqueous or dilute HCl solution of the salt. The formation of a white precipitate indicates the presence of magnesium ions.

Azo violet dye can also be used which turns deep blue in the presence of an alkaline solution of magnesium salt. The color is due to the adsorption of azo violet by Mg(OH)₂.

Occurrence

Magnesium is the eighth-most-abundant element in the Earth’s crust by mass and tied in seventh place with iron in molarity.^[11] It is found in large deposits of magnesite, dolomite, and other minerals, and in mineral waters, where magnesium ion is soluble.

Although magnesium is found in more than 60 minerals, only dolomite, magnesite, brucite, carnallite, talc, and olivine are of commercial importance.

The Mg²⁺
cation is the second-most-abundant cation in seawater (about 1⁄8 the mass of sodium ions in a given sample), which makes seawater and sea salt attractive commercial sources for Mg. To extract the magnesium, calcium hydroxide is added to seawater to form magnesium hydroxide precipitate.

MgCl
₂ + Ca(OH)
₂ → Mg(OH)
₂ + CaCl
₂

Magnesium hydroxide (brucite) is insoluble in water and can be filtered out and reacted with hydrochloric acid to produced concentrated magnesium chloride.

Mg(OH)
₂ + 2 HCl → MgCl
₂ + 2 H
₂O

From magnesium chloride, electrolysis produces magnesium.

Forms

Alloys

As of 2013, magnesium alloys consumption was less than one million tonnes per year, compared with 50 million tonnes of aluminum alloys. Their use has been historically limited by the tendency of Mg alloys to corrode,^[28] creep at high temperatures, and combust.^[29]

Corrosion

The presence of iron, nickel, copper, and cobalt strongly activates corrosion. In more than trace amounts, these metals precipitate as intermetallic compounds, and the precipitate locales function as active cathodic sites that reduce water, causing the loss of magnesium.^[29] Controlling the quantity of these metals improves corrosion resistance. Sufficient manganese overcomes the corrosive effects of iron. This requires precise control over composition, increasing costs.^[29] Adding a cathodic poison captures atomic hydrogen within the structure of a metal. This prevents the formation of free hydrogen gas, an essential factor of corrosive chemical processes. The addition of about one in three hundred parts arsenic reduces its corrosion rate in a salt solution by a factor of nearly ten.^[29][30]

High-temperature creep and flammability

Research showed that magnesium’s tendency to creep at high temperatures is eliminated by the addition of scandium and gadolinium. Flammability is greatly reduced by a small amount of calcium in the alloy.^[29] By using rare-earth elements, it may be possible to manufacture magnesium alloys with an ignition temperature higher than magnesium’s liquidus and in some cases potentially pushing it close to magnesium’s boiling point.^[31]

Compounds

Magnesium forms a variety of compounds important to industry and biology, including magnesium carbonate, magnesium chloride, magnesium citrate, magnesium hydroxide (milk of magnesia), magnesium oxide, magnesium sulfate, and magnesium sulfate heptahydrate (Epsom salts).

Isotopes

Magnesium has three stable isotopes: ²⁴
Mg, ²⁵
Mg and ²⁶
Mg. All are present in significant amounts in nature (see table of isotopes above). About 79% of Mg is ²⁴
Mg. The isotope ²⁸
Mg is radioactive and in the 1950s to 1970s was produced by several nuclear power plants for use in scientific experiments. This isotope has a relatively short half-life (21 hours) and its use was limited by shipping times.

The nuclide ²⁶
Mg has found application in isotopic geology, similar to that of aluminium. ²⁶
Mg is a radiogenic daughter product of ²⁶
Al, which has a half-life of 717,000 years. Excessive quantities of stable ²⁶
Mg have been observed in the Ca-Al-rich inclusions of some carbonaceous chondrite meteorites. This anomalous abundance is attributed to the decay of its parent ²⁶
Al in the inclusions, and researchers conclude that such meteorites were formed in the solar nebula before the ²⁶
Al had decayed. These are among the oldest objects in the Solar System and contain preserved information about its early history.

It is conventional to plot ²⁶
Mg/²⁴
Mg against an Al/Mg ratio. In an isochron dating plot, the Al/Mg ratio plotted is²⁷
Al/²⁴
Mg. The slope of the isochron has no age significance, but indicates the initial ²⁶
Al/²⁷
Al ratio in the sample at the time when the systems were separated from a common reservoir.

Production

World production was approximately 1,100 kt in 2017, with the bulk being produced in China (930 kt) and Russia (60 kt).^[32] The United States was in the 20th century the major world supplier of this metal, supplying 45% of world production even as recently as 1995. Since the Chinese mastery of the Pidgeon process the US market share is at 7%, with a single US producer left: US Magnesium, a Renco Group company in Utah born from now-defunct Magcorp.^[33]

In September 2021, China took steps to reduce production of magnesium as a result of a government initiative to reduce energy availability for manufacturing industries, leading to a significant price increase.^[34]

Pidgeon process

China is almost completely reliant on the silicothermic Pidgeon process (the reduction of the oxide at high temperatures with silicon, often provided by a ferrosilicon alloy in which the iron is but a spectator in the reactions) to obtain the metal.^[35] The process can also be carried out with carbon at approx 2300 °C:

2MgO
_(s) + Si
_(s) + 2CaO
_(s) → 2Mg
_(g) + Ca
₂SiO
_4(s)

MgO
_(s) + C
_(s) → Mg
_(g) + CO
_(g)

Dow process

In the United States, magnesium is obtained principally with the Dow process, by electrolysis of fused magnesium chloride from brine and sea water. A saline solution containing Mg²⁺
ions is first treated with lime (calcium oxide) and the precipitated magnesium hydroxide is collected:

Mg²⁺
_(aq) + CaO
_(s) + H
₂O → Ca²⁺
_(aq) + Mg(OH)
_2(s)

The hydroxide is then converted to a partial hydrate of magnesium chloride by treating the hydroxide with hydrochloric acid and heating of the product:

Mg(OH)
_2(s) + 2 HCl → MgCl
_2(aq) + 2H
₂O
_(l)

The salt is then electrolyzed in the molten state. At the cathode, the Mg²⁺
ion is reduced by two electrons to magnesium metal:

Mg²⁺
+ 2
e⁻
→ Mg

At the anode, each pair of Cl⁻
ions is oxidized to chlorine gas, releasing two electrons to complete the circuit:

2 Cl⁻
→ Cl
₂ (g) + 2
e⁻

YSZ process

A new process, solid oxide membrane technology, involves the electrolytic reduction of MgO. At the cathode, Mg²⁺
ion is reduced by two electrons to magnesium metal. The electrolyte is yttria-stabilized zirconia (YSZ). The anode is a liquid metal. At the YSZ/liquid metal anode O²⁻
is oxidized. A layer of graphite borders the liquid metal anode, and at this interface carbon and oxygen react to form carbon monoxide. When silver is used as the liquid metal anode, there is no reductant carbon or hydrogen needed, and only oxygen gas is evolved at the anode.^[36] It has been reported that this method provides a 40% reduction in cost per pound over the electrolytic reduction method.^[37]

History

The name magnesium originates from the Greek word for locations related to the tribe of the Magnetes, either a district in Thessaly called Magnesia^[38] or Magnesia ad Sipylum, now in Turkey.^[39] It is related to magnetite and manganese, which also originated from this area, and required differentiation as separate substances. See manganese for this history.

In 1618, a farmer at Epsom in England attempted to give his cows water from a well there. The cows refused to drink because of the water’s bitter taste, but the farmer noticed that the water seemed to heal scratches and rashes. The substance became known as Epsom salts and its fame spread.^[40] It was eventually recognized as hydrated magnesium sulfate, MgSO
₄·7 H
₂O.

The metal itself was first isolated by Sir Humphry Davy in England in 1808. He used electrolysis on a mixture of magnesia and mercuric oxide.^[41] Antoine Bussy prepared it in coherent form in 1831. Davy’s first suggestion for a name was magnium,^[41] but the name magnesium is now used in English and all major European languages but Russian.

Uses as a metal

Magnesium is the third-most-commonly-used structural metal, following iron and aluminium.^[42] The main applications of magnesium are, in order: aluminium alloys, die-casting (alloyed with zinc),^[43] removing sulfur in the production of iron and steel, and the production of titanium in the Kroll process.^[44]

Magnesium is used in lightweight materials and alloys. For example, when infused with silicon carbide nanoparticles, it has extremely high specific strength.^[45]

Historically, magnesium was one of the main aerospace construction metals and was used for German military aircraft as early as World War I and extensively for German aircraft in World War II. The Germans coined the name «Elektron» for magnesium alloy, a term which is still used today. In the commercial aerospace industry, magnesium was generally restricted to engine-related components, due to fire and corrosion hazards. Magnesium alloy use in aerospace is increasing in the 21st century, driven by the importance of fuel economy.^[46] Recent developments in metallurgy and manufacturing have allowed for the potential for magnesium alloys to act as replacements for aluminium and steel alloys in certain applications.^[47][48]

In the form of thin ribbons, magnesium is used to purify solvents; for example, preparing super-dry ethanol.^{[citation needed]}

Aircraft

• Wright Aeronautical used a magnesium crankcase in the WWII-era Wright R-3350 Duplex Cyclone aviation engine. This presented a serious problem for the earliest models of the Boeing B-29 Superfortress heavy bomber when an in-flight engine fire ignited the engine crankcase. The resulting combustion was as hot as 5,600 °F (3,100 °C) and could sever the wing spar from the fuselage.^[49][50][51]

Automotive

• Mercedes-Benz used the alloy Elektron in the bodywork of an early model Mercedes-Benz 300 SLR; these cars competed in the 1955 World Sportscar Championship including a win at the Mille Miglia, and at Le Mans where one was involved in the 1955 Le Mans disaster when spectators were showered with burning fragments of elektron.^{[citation needed]}
• Porsche used magnesium alloy frames in the 917/053 that won Le Mans in 1971, and continues to use magnesium alloys for its engine blocks due to the weight advantage.^{[citation needed]}
• Volkswagen Group has used magnesium in its engine components for many years.^[52]
• Mitsubishi Motors uses magnesium for its paddle shifters.^{[citation needed]}
• BMW used magnesium alloy blocks in their N52 engine, including an aluminium alloy insert for the cylinder walls and cooling jackets surrounded by a high-temperature magnesium alloy AJ62A. The engine was used worldwide between 2005 and 2011 in various 1, 3, 5, 6, and 7 series models; as well as the Z4, X1, X3, and X5.^{[citation needed]}
• Chevrolet used the magnesium alloy AE44 in the 2006 Corvette Z06.^{[citation needed]}

Both AJ62A and AE44 are recent developments in high-temperature low-creep magnesium alloys. The general strategy for such alloys is to form intermetallic precipitates at the grain boundaries, for example by adding mischmetal or calcium.^[53] New alloy development and lower costs that make magnesium competitive with aluminium will increase the number of automotive applications.^{[citation needed]}

Electronics

Because of low density and good mechanical and electrical properties, magnesium is used for manufacturing of mobile phones, laptop and tablet computers, cameras, and other electronic components.^{[citation needed]} It was used as a premium feature because of its light weight in some 2020 laptops.^[54]

Other

Magnesium, being readily available and relatively nontoxic, has a variety of uses:

• Magnesium is flammable, burning at a temperature of approximately 3,100 °C (3,370 K; 5,610 °F),^[19] and the autoignition temperature of magnesium ribbon is approximately 473 °C (746 K; 883 °F).^[55] It produces intense, bright, white light when it burns. Magnesium’s high combustion temperature makes it a useful tool for starting emergency fires. Other uses include flash photography, flares, pyrotechnics, fireworks sparklers, and trick birthday candles. Magnesium is also often used to ignite thermite or other materials that require a high ignition temperature. Magnesium continues to be used as an incendiary element in warfare.^[56]

  

  Magnesium firestarter (in left hand), used with a pocket knife and flint to create sparks that ignite the shavings

• In the form of turnings or ribbons, to prepare Grignard reagents, which are useful in organic synthesis.^{[citation needed]}
• As an additive agent in conventional propellants and the production of nodular graphite in cast iron.^{[citation needed]}
• As a reducing agent to separate uranium and other metals from their salts.^{[citation needed]}
• As a sacrificial (galvanic) anode to protect boats, underground tanks, pipelines, buried structures, and water heaters.^{[citation needed]}
• Alloyed with zinc to produce the zinc sheet used in photoengraving plates in the printing industry, dry-cell battery walls, and roofing.^[43]
• As a metal, this element’s principal use is as an alloying additive to aluminium with these aluminium-magnesium alloys being used mainly for beverage cans, sports equipment such as golf clubs, fishing reels, and archery bows and arrows.^{[citation needed]}
• Specialty, high-grade car wheels of magnesium alloy are called «mag wheels», although the term is often misapplied to aluminium wheels. Many car and aircraft manufacturers have made engine and body parts from magnesium.^{[citation needed]}
• Magnesium batteries have been commercialized as primary batteries, and are an active topic of research for rechargeable batteries.^{[citation needed]}

Safety precautions

Magnesium

Hazards
GHS labelling:
Pictograms
Signal word	Danger
Hazard statements	H228, H251, H261
Precautionary statements	P210, P231, P235, P410, P422[57]
NFPA 704 (fire diamond)	https://cameochemicals.noaa.gov/chemical/6949 0 1 1

Magnesium metal and its alloys can be explosive hazards; they are highly flammable in their pure form when molten or in powder or ribbon form. Burning or molten magnesium reacts violently with water. When working with powdered magnesium, safety glasses with eye protection and UV filters (such as welders use) are employed because burning magnesium produces ultraviolet light that can permanently damage the retina of a human eye.^[58]

Magnesium is capable of reducing water and releasing highly flammable hydrogen gas:^[59]

Mg (s) + 2 H
₂O (l) → Mg(OH)
₂ (s) + H
₂ (g)

Therefore, water cannot extinguish magnesium fires. The hydrogen gas produced intensifies the fire. Dry sand is an effective smothering agent, but only on relatively level and flat surfaces.

Magnesium reacts with carbon dioxide exothermically to form magnesium oxide and carbon:^[60]

2 Mg + CO
₂ → 2 MgO + C (s)

Hence, carbon dioxide fuels rather than extinguishes magnesium fires.

Burning magnesium can be quenched by using a Class D dry chemical fire extinguisher, or by covering the fire with sand or magnesium foundry flux to remove its air source.^[61]

Useful compounds

Magnesium compounds, primarily magnesium oxide (MgO), are used as a refractory material in furnace linings for producing iron, steel, nonferrous metals, glass, and cement. Magnesium oxide and other magnesium compounds are also used in the agricultural, chemical, and construction industries. Magnesium oxide from calcination is used as an electrical insulator in fire-resistant cables.^[62]

Magnesium hydride is under investigation as a way to store hydrogen.

Magnesium reacted with an alkyl halide gives a Grignard reagent, which is a very useful tool for preparing alcohols.

Magnesium salts are included in various foods, fertilizers (magnesium is a component of chlorophyll), and microbe culture media.

Magnesium sulfite is used in the manufacture of paper (sulfite process).

Magnesium phosphate is used to fireproof wood used in construction.

Magnesium hexafluorosilicate is used for moth-proofing textiles.

Biological roles

Mechanism of action

The important interaction between phosphate and magnesium ions makes magnesium essential to the basic nucleic acid chemistry of all cells of all known living organisms. More than 300 enzymes require magnesium ions for their catalytic action, including all enzymes using or synthesizing ATP and those that use other nucleotides to synthesize DNA and RNA. The ATP molecule is normally found in a chelate with a magnesium ion.^[63]

Nutrition

Diet

Spices, nuts, cereals, cocoa and vegetables are rich sources of magnesium.^[13] Green leafy vegetables such as spinach are also rich in magnesium.^[64]

Beverages rich in magnesium are coffee, tea, and cocoa.^[65]

Dietary recommendations

In the UK, the recommended daily values for magnesium are 300 mg for men and 270 mg for women.^[66] In the U.S. the Recommended Dietary Allowances (RDAs) are 400 mg for men ages 19–30 and 420 mg for older; for women 310 mg for ages 19–30 and 320 mg for older.^[67]

Supplementation

Numerous pharmaceutical preparations of magnesium and dietary supplements are available. In two human trials magnesium oxide, one of the most common forms in magnesium dietary supplements because of its high magnesium content per weight, was less bioavailable than magnesium citrate, chloride, lactate or aspartate.^[68][69]

Metabolism

An adult body has 22–26 grams of magnesium,^[13][70] with 60% in the skeleton, 39% intracellular (20% in skeletal muscle), and 1% extracellular.^[13] Serum levels are typically 0.7–1.0 mmol/L or 1.8–2.4 mEq/L. Serum magnesium levels may be normal even when intracellular magnesium is deficient. The mechanisms for maintaining the magnesium level in the serum are varying gastrointestinal absorption and renal excretion. Intracellular magnesium is correlated with intracellular potassium. Increased magnesium lowers calcium^[71] and can either prevent hypercalcemia or cause hypocalcemia depending on the initial level.^[71] Both low and high protein intake conditions inhibit magnesium absorption, as does the amount of phosphate, phytate, and fat in the gut. Unabsorbed dietary magnesium is excreted in feces; absorbed magnesium is excreted in urine and sweat.^[72]

Detection in serum and plasma

Magnesium status may be assessed by measuring serum and erythrocyte magnesium concentrations coupled with urinary and fecal magnesium content, but intravenous magnesium loading tests are more accurate and practical.^[73] A retention of 20% or more of the injected amount indicates deficiency.^[74] As of 2004, no biomarker has been established for magnesium.^[75]

Magnesium concentrations in plasma or serum may be monitored for efficacy and safety in those receiving the drug therapeutically, to confirm the diagnosis in potential poisoning victims, or to assist in the forensic investigation in a case of fatal overdose. The newborn children of mothers who received parenteral magnesium sulfate during labor may exhibit toxicity with normal serum magnesium levels.^[76]

Deficiency

Low plasma magnesium (hypomagnesemia) is common: it is found in 2.5–15% of the general population.^[77] From 2005 to 2006, 48 percent of the United States population consumed less magnesium than recommended in the Dietary Reference Intake.^[78] Other causes are increased renal or gastrointestinal loss, an increased intracellular shift, and proton-pump inhibitor antacid therapy. Most are asymptomatic, but symptoms referable to neuromuscular, cardiovascular, and metabolic dysfunction may occur.^[77] Alcoholism is often associated with magnesium deficiency. Chronically low serum magnesium levels are associated with metabolic syndrome, diabetes mellitus type 2, fasciculation, and hypertension.^[79]

Therapy

• Intravenous magnesium is recommended by the ACC/AHA/ESC 2006 Guidelines for Management of Patients With Ventricular Arrhythmias and the Prevention of Sudden Cardiac Death for patients with ventricular arrhythmia associated with torsades de pointes who present with long QT syndrome; and for the treatment of patients with digoxin induced arrhythmias.^[80]
• Magnesium sulfate – intravenous – is used for the management of pre-eclampsia and eclampsia.^[81][82]
• Hypomagnesemia, including that caused by alcoholism, is reversible by oral or parenteral magnesium administration depending on the degree of deficiency.^[83]
• There is limited evidence that magnesium supplementation may play a role in the prevention and treatment of migraine.^[84]

Sorted by type of magnesium salt, other therapeutic applications include:

• Magnesium sulfate, as the heptahydrate called Epsom salts, is used as bath salts, a laxative, and a highly soluble fertilizer.^[85]
• Magnesium hydroxide, suspended in water, is used in milk of magnesia antacids and laxatives.
• Magnesium chloride, oxide, gluconate, malate, orotate, glycinate, ascorbate and citrate are all used as oral magnesium supplements.
• Magnesium borate, magnesium salicylate, and magnesium sulfate are used as antiseptics.
• Magnesium bromide is used as a mild sedative (this action is due to the bromide, not the magnesium).
• Magnesium stearate is a slightly flammable white powder with lubricating properties. In pharmaceutical technology, it is used in pharmacological manufacture to prevent tablets from sticking to the equipment while compressing the ingredients into tablet form.
• Magnesium carbonate powder is used by athletes such as gymnasts, weightlifters, and climbers to eliminate palm sweat, prevent sticking, and improve the grip on gymnastic apparatus, lifting bars, and climbing rocks.

Overdose

Overdose from dietary sources alone is unlikely because excess magnesium in the blood is promptly filtered by the kidneys,^[77] and overdose is more likely in the presence of impaired renal function. In spite of this, megadose therapy has caused death in a young child,^[86] and severe hypermagnesemia in a woman^[87] and a young girl^[88] who had healthy kidneys.
The most common symptoms of overdose are nausea, vomiting, and diarrhea; other symptoms include hypotension, confusion, slowed heart and respiratory rates, deficiencies of other minerals, coma, cardiac arrhythmia, and death from cardiac arrest.^[71]

Function in plants

Plants require magnesium to synthesize chlorophyll, essential for photosynthesis. Magnesium in the center of the porphyrin ring in chlorophyll functions in a manner similar to the iron in the center of the porphyrin ring in heme. Magnesium deficiency in plants causes late-season yellowing between leaf veins, especially in older leaves, and can be corrected by either applying epsom salts (which is rapidly leached), or crushed dolomitic limestone, to the soil.

See also

• List of countries by magnesium production
• Magnesium oil

References

Cited sources

• Rumble, John R., ed. (2018). CRC Handbook of Chemistry and Physics (99th ed.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 978-1-1385-6163-2.

External links

• Magnesium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Chemistry in its element podcast (MP3) from the Royal Society of Chemistry’s Chemistry World: Magnesium
• «Magnesium – a versatile and often overlooked element: new perspectives with a focus on chronic kidney disease». Clin Kidney J. 5 (Suppl 1). February 2012. Archived from the original on 9 June 2013.

Not to be confused with manganese (Mn).

«mg» redirects here. For the milligram (mg) or megagram (Mg), see kilogram § SI multiples. For other uses, see MG.

Magnesium, ₁₂Mg

Magnesium
Pronunciation	​(mag-NEE-zee-əm)
Appearance	shiny grey solid
Standard atomic weight Ar°(Mg)	[24.304, 24.307] 24.305±0.002 (abridged)[1]
Magnesium in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Be ↑ Mg ↓ Ca sodium ← magnesium → aluminium
Atomic number (Z)	12
Group	group 2 (alkaline earth metals)
Period	period 3
Block	s-block
Electron configuration	[Ne] 3s2
Electrons per shell	2, 8, 2
Physical properties
Phase at STP	solid
Melting point	923 K ​(650 °C, ​1202 °F)
Boiling point	1363 K ​(1091 °C, ​1994 °F)
Density (near r.t.)	1.738 g/cm3
when liquid (at m.p.)	1.584 g/cm3
Heat of fusion	8.48 kJ/mol
Heat of vaporization	128 kJ/mol
Molar heat capacity	24.869[2] J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 701 773 861 971 1132 1361
Atomic properties
Oxidation states	0,[3] +1,[4] +2 (a strongly basic oxide)
Electronegativity	Pauling scale: 1.31
Ionization energies	1st: 737.7 kJ/mol 2nd: 1450.7 kJ/mol 3rd: 7732.7 kJ/mol (more)
Atomic radius	empirical: 160 pm
Covalent radius	141±7 pm
Van der Waals radius	173 pm
Spectral lines of magnesium
Other properties
Natural occurrence	primordial
Crystal structure	​hexagonal close-packed (hcp)
Speed of sound thin rod	4940 m/s (at r.t.) (annealed)
Thermal expansion	24.8[5] µm/(m⋅K) (at 25 °C)
Thermal conductivity	156[6] W/(m⋅K)
Electrical resistivity	43.9[7] nΩ⋅m (at 20 °C)
Magnetic ordering	paramagnetic
Molar magnetic susceptibility	+13.1×10−6 cm3/mol (298 K)[8]
Young’s modulus	45 GPa
Shear modulus	17 GPa
Bulk modulus	35.4[9] GPa
Poisson ratio	0.290
Mohs hardness	1–2.5
Brinell hardness	44–260 MPa
CAS Number	7439-95-4
History
Naming	after Magnesia, Greece[10]
Discovery	Joseph Black (1755[10])
First isolation	Humphry Davy (1808[10])
Main isotopes of magnesium v e
Iso­tope Decay abun­dance half-life (t1/2) mode pro­duct 24Mg 79.0% stable 25Mg 10.0% stable 26Mg 11.0% stable
Category: Magnesium view talk edit | references

Magnesium is a chemical element with the symbol Mg and atomic number 12. It is a shiny gray metal having a low density, low melting point and high chemical reactivity. Like the other alkaline earth metals (group 2 of the periodic table) it occurs naturally only in combination with other elements and it almost always has an oxidation state of +2. It reacts readily with air to form a thin passivation coating of magnesium oxide that inhibits further corrosion of the metal. The free metal burns with a brilliant-white light. The metal is obtained mainly by electrolysis of magnesium salts obtained from brine. It is less dense than aluminium and is used primarily as a component in strong and lightweight alloys that contain aluminium.

In the cosmos, magnesium is produced in large, aging stars by the sequential addition of three helium nuclei to a carbon nucleus. When such stars explode as supernovas, much of the magnesium is expelled into the interstellar medium where it may recycle into new star systems. Magnesium is the eighth most abundant element in the Earth’s crust^[11] and the fourth most common element in the Earth (after iron, oxygen and silicon), making up 13% of the planet’s mass and a large fraction of the planet’s mantle. It is the third most abundant element dissolved in seawater, after sodium and chlorine.^[12]

This element is the eleventh most abundant element by mass in the human body and is essential to all cells and some 300 enzymes.^[13] Magnesium ions interact with polyphosphate compounds such as ATP, DNA, and RNA. Hundreds of enzymes require magnesium ions to function. Magnesium compounds are used medicinally as common laxatives, antacids (e.g., milk of magnesia), and to stabilize abnormal nerve excitation or blood vessel spasm in such conditions as eclampsia.^[13]

Characteristics

Physical properties

Elemental magnesium is a gray-white lightweight metal, two-thirds the density of aluminium. Magnesium has the lowest melting (923 K (650 °C)) and the lowest boiling point 1,363 K (1,090 °C) of all the alkaline earth metals.^[14]

Pure polycrystalline magnesium is brittle and easily fractures along shear bands. It becomes much more malleable when alloyed with small amount of other metals, such as 1% aluminium.^[15] The malleability of polycrystalline magnesium can also be significantly improved by reducing its grain size to ca. 1 micron or less.^[16]

When finely powdered, magnesium can react with water to produce hydrogen gas:

Mg(s) + 2H₂O(g) → Mg(OH)₂(aq) + H₂(g) + 1203.6 kJ

However, this reaction is much less dramatic than the reactions of the alkali metals with water, because the magnesium hydroxide tends to build up on the surface of the pure magnesium metal and prevent the reaction from occurring.^[17]

Chemical properties

General chemistry

It tarnishes slightly when exposed to air, although, unlike the heavier alkaline earth metals, an oxygen-free environment is unnecessary for storage because magnesium is protected by a thin layer of oxide that is fairly impermeable and difficult to remove.

Direct reaction of magnesium with air or oxygen at ambient pressure forms only the «normal» oxide MgO. However, this oxide may be combined with hydrogen peroxide to form Magnesium peroxide, MgO₂, and at low temperature the peroxide may be further reacted with ozone to form magnesium superoxide Mg(O₂)₂.^[18]

Magnesium reacts with water at room temperature, though it reacts much more slowly than calcium, a similar group 2 metal. When submerged in water, hydrogen bubbles form slowly on the surface of the metal – though, if powdered, it reacts much more rapidly. The reaction occurs faster with higher temperatures (see safety precautions). Magnesium’s reversible reaction with water can be harnessed to store energy and run a magnesium-based engine. Magnesium also reacts exothermically with most acids such as hydrochloric acid (HCl), producing the metal chloride and hydrogen gas, similar to the HCl reaction with aluminium, zinc, and many other metals.

Flammability

Magnesium is highly flammable, especially when powdered or shaved into thin strips, though it is difficult to ignite in mass or bulk. Flame temperatures of magnesium and magnesium alloys can reach 3,100 °C (5,610 °F),^[19] although flame height above the burning metal is usually less than 300 mm (12 in).^[20] Once ignited, such fires are difficult to extinguish, because combustion continues in nitrogen (forming magnesium nitride), carbon dioxide (forming magnesium oxide and carbon), and water (forming magnesium oxide and hydrogen, which also combusts due to heat in the presence of additional oxygen). This property was used in incendiary weapons during the firebombing of cities in World War II, where the only practical civil defense was to smother a burning flare under dry sand to exclude atmosphere from the combustion.

Magnesium may also be used as an igniter for thermite, a mixture of aluminium and iron oxide powder that ignites only at a very high temperature.

Organic chemistry

Organomagnesium compounds are widespread in organic chemistry. They are commonly found as Grignard reagents. Magnesium can react with haloalkanes to give Grignard reagents. Examples of Grignard reagents are phenylmagnesium bromide and ethylmagnesium bromide. The Grignard reagents function as a common nucleophile, attacking the electrophilic group such as the carbon atom that is present within the polar bond of a carbonyl group.

A prominent organomagnesium reagent beyond Grignard reagents is magnesium anthracene with magnesium forming a 1,4-bridge over the central ring. It is used as a source of highly active magnesium. The related butadiene-magnesium adduct serves as a source for the butadiene dianion.

Magnesium in organic chemistry also appears as low valent magnesium compounds, primarily with the magnesium forming diatomic ions in the +1 oxidation state but more recently also with zero oxidation state or a mixture of +1 and zero states.^[21] Such compounds find synthetic application as reducing agents and sources of nucleophilic metal atoms.

Source of light

When burning in air, magnesium produces a brilliant-white light that includes strong ultraviolet wavelengths. Magnesium powder (flash powder) was used for subject illumination in the early days of photography.^[22][23] Later, magnesium filament was used in electrically ignited single-use photography flashbulbs. Magnesium powder is used in fireworks and marine flares where a brilliant white light is required. It was also used for various theatrical effects,^[24] such as lightning,^[25] pistol flashes,^[26] and supernatural appearances.^[27]

Detection in solution

The presence of magnesium ions can be detected by the addition of ammonium chloride, ammonium hydroxide and monosodium phosphate to an aqueous or dilute HCl solution of the salt. The formation of a white precipitate indicates the presence of magnesium ions.

Azo violet dye can also be used which turns deep blue in the presence of an alkaline solution of magnesium salt. The color is due to the adsorption of azo violet by Mg(OH)₂.

Occurrence

Magnesium is the eighth-most-abundant element in the Earth’s crust by mass and tied in seventh place with iron in molarity.^[11] It is found in large deposits of magnesite, dolomite, and other minerals, and in mineral waters, where magnesium ion is soluble.

Although magnesium is found in more than 60 minerals, only dolomite, magnesite, brucite, carnallite, talc, and olivine are of commercial importance.

The Mg²⁺
cation is the second-most-abundant cation in seawater (about 1⁄8 the mass of sodium ions in a given sample), which makes seawater and sea salt attractive commercial sources for Mg. To extract the magnesium, calcium hydroxide is added to seawater to form magnesium hydroxide precipitate.

MgCl
₂ + Ca(OH)
₂ → Mg(OH)
₂ + CaCl
₂

Magnesium hydroxide (brucite) is insoluble in water and can be filtered out and reacted with hydrochloric acid to produced concentrated magnesium chloride.

Mg(OH)
₂ + 2 HCl → MgCl
₂ + 2 H
₂O

From magnesium chloride, electrolysis produces magnesium.

Forms

Alloys

As of 2013, magnesium alloys consumption was less than one million tonnes per year, compared with 50 million tonnes of aluminum alloys. Their use has been historically limited by the tendency of Mg alloys to corrode,^[28] creep at high temperatures, and combust.^[29]

Corrosion

The presence of iron, nickel, copper, and cobalt strongly activates corrosion. In more than trace amounts, these metals precipitate as intermetallic compounds, and the precipitate locales function as active cathodic sites that reduce water, causing the loss of magnesium.^[29] Controlling the quantity of these metals improves corrosion resistance. Sufficient manganese overcomes the corrosive effects of iron. This requires precise control over composition, increasing costs.^[29] Adding a cathodic poison captures atomic hydrogen within the structure of a metal. This prevents the formation of free hydrogen gas, an essential factor of corrosive chemical processes. The addition of about one in three hundred parts arsenic reduces its corrosion rate in a salt solution by a factor of nearly ten.^[29][30]

High-temperature creep and flammability

Research showed that magnesium’s tendency to creep at high temperatures is eliminated by the addition of scandium and gadolinium. Flammability is greatly reduced by a small amount of calcium in the alloy.^[29] By using rare-earth elements, it may be possible to manufacture magnesium alloys with an ignition temperature higher than magnesium’s liquidus and in some cases potentially pushing it close to magnesium’s boiling point.^[31]

Compounds

Magnesium forms a variety of compounds important to industry and biology, including magnesium carbonate, magnesium chloride, magnesium citrate, magnesium hydroxide (milk of magnesia), magnesium oxide, magnesium sulfate, and magnesium sulfate heptahydrate (Epsom salts).

Isotopes

Magnesium has three stable isotopes: ²⁴
Mg, ²⁵
Mg and ²⁶
Mg. All are present in significant amounts in nature (see table of isotopes above). About 79% of Mg is ²⁴
Mg. The isotope ²⁸
Mg is radioactive and in the 1950s to 1970s was produced by several nuclear power plants for use in scientific experiments. This isotope has a relatively short half-life (21 hours) and its use was limited by shipping times.

The nuclide ²⁶
Mg has found application in isotopic geology, similar to that of aluminium. ²⁶
Mg is a radiogenic daughter product of ²⁶
Al, which has a half-life of 717,000 years. Excessive quantities of stable ²⁶
Mg have been observed in the Ca-Al-rich inclusions of some carbonaceous chondrite meteorites. This anomalous abundance is attributed to the decay of its parent ²⁶
Al in the inclusions, and researchers conclude that such meteorites were formed in the solar nebula before the ²⁶
Al had decayed. These are among the oldest objects in the Solar System and contain preserved information about its early history.

It is conventional to plot ²⁶
Mg/²⁴
Mg against an Al/Mg ratio. In an isochron dating plot, the Al/Mg ratio plotted is²⁷
Al/²⁴
Mg. The slope of the isochron has no age significance, but indicates the initial ²⁶
Al/²⁷
Al ratio in the sample at the time when the systems were separated from a common reservoir.

Production

World production was approximately 1,100 kt in 2017, with the bulk being produced in China (930 kt) and Russia (60 kt).^[32] The United States was in the 20th century the major world supplier of this metal, supplying 45% of world production even as recently as 1995. Since the Chinese mastery of the Pidgeon process the US market share is at 7%, with a single US producer left: US Magnesium, a Renco Group company in Utah born from now-defunct Magcorp.^[33]

In September 2021, China took steps to reduce production of magnesium as a result of a government initiative to reduce energy availability for manufacturing industries, leading to a significant price increase.^[34]

Pidgeon process

China is almost completely reliant on the silicothermic Pidgeon process (the reduction of the oxide at high temperatures with silicon, often provided by a ferrosilicon alloy in which the iron is but a spectator in the reactions) to obtain the metal.^[35] The process can also be carried out with carbon at approx 2300 °C:

2MgO
_(s) + Si
_(s) + 2CaO
_(s) → 2Mg
_(g) + Ca
₂SiO
_4(s)

MgO
_(s) + C
_(s) → Mg
_(g) + CO
_(g)

Dow process

In the United States, magnesium is obtained principally with the Dow process, by electrolysis of fused magnesium chloride from brine and sea water. A saline solution containing Mg²⁺
ions is first treated with lime (calcium oxide) and the precipitated magnesium hydroxide is collected:

Mg²⁺
_(aq) + CaO
_(s) + H
₂O → Ca²⁺
_(aq) + Mg(OH)
_2(s)

The hydroxide is then converted to a partial hydrate of magnesium chloride by treating the hydroxide with hydrochloric acid and heating of the product:

Mg(OH)
_2(s) + 2 HCl → MgCl
_2(aq) + 2H
₂O
_(l)

The salt is then electrolyzed in the molten state. At the cathode, the Mg²⁺
ion is reduced by two electrons to magnesium metal:

Mg²⁺
+ 2
e⁻
→ Mg

At the anode, each pair of Cl⁻
ions is oxidized to chlorine gas, releasing two electrons to complete the circuit:

2 Cl⁻
→ Cl
₂ (g) + 2
e⁻

YSZ process

A new process, solid oxide membrane technology, involves the electrolytic reduction of MgO. At the cathode, Mg²⁺
ion is reduced by two electrons to magnesium metal. The electrolyte is yttria-stabilized zirconia (YSZ). The anode is a liquid metal. At the YSZ/liquid metal anode O²⁻
is oxidized. A layer of graphite borders the liquid metal anode, and at this interface carbon and oxygen react to form carbon monoxide. When silver is used as the liquid metal anode, there is no reductant carbon or hydrogen needed, and only oxygen gas is evolved at the anode.^[36] It has been reported that this method provides a 40% reduction in cost per pound over the electrolytic reduction method.^[37]

History

The name magnesium originates from the Greek word for locations related to the tribe of the Magnetes, either a district in Thessaly called Magnesia^[38] or Magnesia ad Sipylum, now in Turkey.^[39] It is related to magnetite and manganese, which also originated from this area, and required differentiation as separate substances. See manganese for this history.

In 1618, a farmer at Epsom in England attempted to give his cows water from a well there. The cows refused to drink because of the water’s bitter taste, but the farmer noticed that the water seemed to heal scratches and rashes. The substance became known as Epsom salts and its fame spread.^[40] It was eventually recognized as hydrated magnesium sulfate, MgSO
₄·7 H
₂O.

The metal itself was first isolated by Sir Humphry Davy in England in 1808. He used electrolysis on a mixture of magnesia and mercuric oxide.^[41] Antoine Bussy prepared it in coherent form in 1831. Davy’s first suggestion for a name was magnium,^[41] but the name magnesium is now used in English and all major European languages but Russian.

Uses as a metal

Magnesium is the third-most-commonly-used structural metal, following iron and aluminium.^[42] The main applications of magnesium are, in order: aluminium alloys, die-casting (alloyed with zinc),^[43] removing sulfur in the production of iron and steel, and the production of titanium in the Kroll process.^[44]

Magnesium is used in lightweight materials and alloys. For example, when infused with silicon carbide nanoparticles, it has extremely high specific strength.^[45]

Historically, magnesium was one of the main aerospace construction metals and was used for German military aircraft as early as World War I and extensively for German aircraft in World War II. The Germans coined the name «Elektron» for magnesium alloy, a term which is still used today. In the commercial aerospace industry, magnesium was generally restricted to engine-related components, due to fire and corrosion hazards. Magnesium alloy use in aerospace is increasing in the 21st century, driven by the importance of fuel economy.^[46] Recent developments in metallurgy and manufacturing have allowed for the potential for magnesium alloys to act as replacements for aluminium and steel alloys in certain applications.^[47][48]

In the form of thin ribbons, magnesium is used to purify solvents; for example, preparing super-dry ethanol.^{[citation needed]}

Aircraft

• Wright Aeronautical used a magnesium crankcase in the WWII-era Wright R-3350 Duplex Cyclone aviation engine. This presented a serious problem for the earliest models of the Boeing B-29 Superfortress heavy bomber when an in-flight engine fire ignited the engine crankcase. The resulting combustion was as hot as 5,600 °F (3,100 °C) and could sever the wing spar from the fuselage.^[49][50][51]

Automotive

• Mercedes-Benz used the alloy Elektron in the bodywork of an early model Mercedes-Benz 300 SLR; these cars competed in the 1955 World Sportscar Championship including a win at the Mille Miglia, and at Le Mans where one was involved in the 1955 Le Mans disaster when spectators were showered with burning fragments of elektron.^{[citation needed]}
• Porsche used magnesium alloy frames in the 917/053 that won Le Mans in 1971, and continues to use magnesium alloys for its engine blocks due to the weight advantage.^{[citation needed]}
• Volkswagen Group has used magnesium in its engine components for many years.^[52]
• Mitsubishi Motors uses magnesium for its paddle shifters.^{[citation needed]}
• BMW used magnesium alloy blocks in their N52 engine, including an aluminium alloy insert for the cylinder walls and cooling jackets surrounded by a high-temperature magnesium alloy AJ62A. The engine was used worldwide between 2005 and 2011 in various 1, 3, 5, 6, and 7 series models; as well as the Z4, X1, X3, and X5.^{[citation needed]}
• Chevrolet used the magnesium alloy AE44 in the 2006 Corvette Z06.^{[citation needed]}

Both AJ62A and AE44 are recent developments in high-temperature low-creep magnesium alloys. The general strategy for such alloys is to form intermetallic precipitates at the grain boundaries, for example by adding mischmetal or calcium.^[53] New alloy development and lower costs that make magnesium competitive with aluminium will increase the number of automotive applications.^{[citation needed]}

Electronics

Because of low density and good mechanical and electrical properties, magnesium is used for manufacturing of mobile phones, laptop and tablet computers, cameras, and other electronic components.^{[citation needed]} It was used as a premium feature because of its light weight in some 2020 laptops.^[54]

Other

Magnesium, being readily available and relatively nontoxic, has a variety of uses:

• Magnesium is flammable, burning at a temperature of approximately 3,100 °C (3,370 K; 5,610 °F),^[19] and the autoignition temperature of magnesium ribbon is approximately 473 °C (746 K; 883 °F).^[55] It produces intense, bright, white light when it burns. Magnesium’s high combustion temperature makes it a useful tool for starting emergency fires. Other uses include flash photography, flares, pyrotechnics, fireworks sparklers, and trick birthday candles. Magnesium is also often used to ignite thermite or other materials that require a high ignition temperature. Magnesium continues to be used as an incendiary element in warfare.^[56]

  

  Magnesium firestarter (in left hand), used with a pocket knife and flint to create sparks that ignite the shavings

• In the form of turnings or ribbons, to prepare Grignard reagents, which are useful in organic synthesis.^{[citation needed]}
• As an additive agent in conventional propellants and the production of nodular graphite in cast iron.^{[citation needed]}
• As a reducing agent to separate uranium and other metals from their salts.^{[citation needed]}
• As a sacrificial (galvanic) anode to protect boats, underground tanks, pipelines, buried structures, and water heaters.^{[citation needed]}
• Alloyed with zinc to produce the zinc sheet used in photoengraving plates in the printing industry, dry-cell battery walls, and roofing.^[43]
• As a metal, this element’s principal use is as an alloying additive to aluminium with these aluminium-magnesium alloys being used mainly for beverage cans, sports equipment such as golf clubs, fishing reels, and archery bows and arrows.^{[citation needed]}
• Specialty, high-grade car wheels of magnesium alloy are called «mag wheels», although the term is often misapplied to aluminium wheels. Many car and aircraft manufacturers have made engine and body parts from magnesium.^{[citation needed]}
• Magnesium batteries have been commercialized as primary batteries, and are an active topic of research for rechargeable batteries.^{[citation needed]}

Safety precautions

Magnesium

Hazards
GHS labelling:
Pictograms
Signal word	Danger
Hazard statements	H228, H251, H261
Precautionary statements	P210, P231, P235, P410, P422[57]
NFPA 704 (fire diamond)	https://cameochemicals.noaa.gov/chemical/6949 0 1 1

Magnesium metal and its alloys can be explosive hazards; they are highly flammable in their pure form when molten or in powder or ribbon form. Burning or molten magnesium reacts violently with water. When working with powdered magnesium, safety glasses with eye protection and UV filters (such as welders use) are employed because burning magnesium produces ultraviolet light that can permanently damage the retina of a human eye.^[58]

Magnesium is capable of reducing water and releasing highly flammable hydrogen gas:^[59]

Mg (s) + 2 H
₂O (l) → Mg(OH)
₂ (s) + H
₂ (g)

Therefore, water cannot extinguish magnesium fires. The hydrogen gas produced intensifies the fire. Dry sand is an effective smothering agent, but only on relatively level and flat surfaces.

Magnesium reacts with carbon dioxide exothermically to form magnesium oxide and carbon:^[60]

2 Mg + CO
₂ → 2 MgO + C (s)

Hence, carbon dioxide fuels rather than extinguishes magnesium fires.

Burning magnesium can be quenched by using a Class D dry chemical fire extinguisher, or by covering the fire with sand or magnesium foundry flux to remove its air source.^[61]

Useful compounds

Magnesium compounds, primarily magnesium oxide (MgO), are used as a refractory material in furnace linings for producing iron, steel, nonferrous metals, glass, and cement. Magnesium oxide and other magnesium compounds are also used in the agricultural, chemical, and construction industries. Magnesium oxide from calcination is used as an electrical insulator in fire-resistant cables.^[62]

Magnesium hydride is under investigation as a way to store hydrogen.

Magnesium reacted with an alkyl halide gives a Grignard reagent, which is a very useful tool for preparing alcohols.

Magnesium salts are included in various foods, fertilizers (magnesium is a component of chlorophyll), and microbe culture media.

Magnesium sulfite is used in the manufacture of paper (sulfite process).

Magnesium phosphate is used to fireproof wood used in construction.

Magnesium hexafluorosilicate is used for moth-proofing textiles.

Biological roles

Mechanism of action

The important interaction between phosphate and magnesium ions makes magnesium essential to the basic nucleic acid chemistry of all cells of all known living organisms. More than 300 enzymes require magnesium ions for their catalytic action, including all enzymes using or synthesizing ATP and those that use other nucleotides to synthesize DNA and RNA. The ATP molecule is normally found in a chelate with a magnesium ion.^[63]

Nutrition

Diet

Spices, nuts, cereals, cocoa and vegetables are rich sources of magnesium.^[13] Green leafy vegetables such as spinach are also rich in magnesium.^[64]

Beverages rich in magnesium are coffee, tea, and cocoa.^[65]

Dietary recommendations

In the UK, the recommended daily values for magnesium are 300 mg for men and 270 mg for women.^[66] In the U.S. the Recommended Dietary Allowances (RDAs) are 400 mg for men ages 19–30 and 420 mg for older; for women 310 mg for ages 19–30 and 320 mg for older.^[67]

Supplementation

Numerous pharmaceutical preparations of magnesium and dietary supplements are available. In two human trials magnesium oxide, one of the most common forms in magnesium dietary supplements because of its high magnesium content per weight, was less bioavailable than magnesium citrate, chloride, lactate or aspartate.^[68][69]

Metabolism

An adult body has 22–26 grams of magnesium,^[13][70] with 60% in the skeleton, 39% intracellular (20% in skeletal muscle), and 1% extracellular.^[13] Serum levels are typically 0.7–1.0 mmol/L or 1.8–2.4 mEq/L. Serum magnesium levels may be normal even when intracellular magnesium is deficient. The mechanisms for maintaining the magnesium level in the serum are varying gastrointestinal absorption and renal excretion. Intracellular magnesium is correlated with intracellular potassium. Increased magnesium lowers calcium^[71] and can either prevent hypercalcemia or cause hypocalcemia depending on the initial level.^[71] Both low and high protein intake conditions inhibit magnesium absorption, as does the amount of phosphate, phytate, and fat in the gut. Unabsorbed dietary magnesium is excreted in feces; absorbed magnesium is excreted in urine and sweat.^[72]

Detection in serum and plasma

Magnesium status may be assessed by measuring serum and erythrocyte magnesium concentrations coupled with urinary and fecal magnesium content, but intravenous magnesium loading tests are more accurate and practical.^[73] A retention of 20% or more of the injected amount indicates deficiency.^[74] As of 2004, no biomarker has been established for magnesium.^[75]

Magnesium concentrations in plasma or serum may be monitored for efficacy and safety in those receiving the drug therapeutically, to confirm the diagnosis in potential poisoning victims, or to assist in the forensic investigation in a case of fatal overdose. The newborn children of mothers who received parenteral magnesium sulfate during labor may exhibit toxicity with normal serum magnesium levels.^[76]

Deficiency

Low plasma magnesium (hypomagnesemia) is common: it is found in 2.5–15% of the general population.^[77] From 2005 to 2006, 48 percent of the United States population consumed less magnesium than recommended in the Dietary Reference Intake.^[78] Other causes are increased renal or gastrointestinal loss, an increased intracellular shift, and proton-pump inhibitor antacid therapy. Most are asymptomatic, but symptoms referable to neuromuscular, cardiovascular, and metabolic dysfunction may occur.^[77] Alcoholism is often associated with magnesium deficiency. Chronically low serum magnesium levels are associated with metabolic syndrome, diabetes mellitus type 2, fasciculation, and hypertension.^[79]

Therapy

• Intravenous magnesium is recommended by the ACC/AHA/ESC 2006 Guidelines for Management of Patients With Ventricular Arrhythmias and the Prevention of Sudden Cardiac Death for patients with ventricular arrhythmia associated with torsades de pointes who present with long QT syndrome; and for the treatment of patients with digoxin induced arrhythmias.^[80]
• Magnesium sulfate – intravenous – is used for the management of pre-eclampsia and eclampsia.^[81][82]
• Hypomagnesemia, including that caused by alcoholism, is reversible by oral or parenteral magnesium administration depending on the degree of deficiency.^[83]
• There is limited evidence that magnesium supplementation may play a role in the prevention and treatment of migraine.^[84]

Sorted by type of magnesium salt, other therapeutic applications include:

• Magnesium sulfate, as the heptahydrate called Epsom salts, is used as bath salts, a laxative, and a highly soluble fertilizer.^[85]
• Magnesium hydroxide, suspended in water, is used in milk of magnesia antacids and laxatives.
• Magnesium chloride, oxide, gluconate, malate, orotate, glycinate, ascorbate and citrate are all used as oral magnesium supplements.
• Magnesium borate, magnesium salicylate, and magnesium sulfate are used as antiseptics.
• Magnesium bromide is used as a mild sedative (this action is due to the bromide, not the magnesium).
• Magnesium stearate is a slightly flammable white powder with lubricating properties. In pharmaceutical technology, it is used in pharmacological manufacture to prevent tablets from sticking to the equipment while compressing the ingredients into tablet form.
• Magnesium carbonate powder is used by athletes such as gymnasts, weightlifters, and climbers to eliminate palm sweat, prevent sticking, and improve the grip on gymnastic apparatus, lifting bars, and climbing rocks.

Overdose

Overdose from dietary sources alone is unlikely because excess magnesium in the blood is promptly filtered by the kidneys,^[77] and overdose is more likely in the presence of impaired renal function. In spite of this, megadose therapy has caused death in a young child,^[86] and severe hypermagnesemia in a woman^[87] and a young girl^[88] who had healthy kidneys.
The most common symptoms of overdose are nausea, vomiting, and diarrhea; other symptoms include hypotension, confusion, slowed heart and respiratory rates, deficiencies of other minerals, coma, cardiac arrhythmia, and death from cardiac arrest.^[71]

Function in plants

Plants require magnesium to synthesize chlorophyll, essential for photosynthesis. Magnesium in the center of the porphyrin ring in chlorophyll functions in a manner similar to the iron in the center of the porphyrin ring in heme. Magnesium deficiency in plants causes late-season yellowing between leaf veins, especially in older leaves, and can be corrected by either applying epsom salts (which is rapidly leached), or crushed dolomitic limestone, to the soil.

See also

• List of countries by magnesium production
• Magnesium oil

References

Cited sources

• Rumble, John R., ed. (2018). CRC Handbook of Chemistry and Physics (99th ed.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 978-1-1385-6163-2.

External links

• Magnesium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Chemistry in its element podcast (MP3) from the Royal Society of Chemistry’s Chemistry World: Magnesium
• «Magnesium – a versatile and often overlooked element: new perspectives with a focus on chronic kidney disease». Clin Kidney J. 5 (Suppl 1). February 2012. Archived from the original on 9 June 2013.

 

Энергия ионизации

Чем ближе электрон к центру атома — тем больше энергии необходимо, что бы его оторвать.
Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома называется энергией ионизации и обозначается E_o.
Если не указано иное, то энергия ионизации — это энергия отрыва первого электрона, также существуют энергии
ионизации для каждого последующего электрона.

Энергия ионизации Mg:
E_o = 738 кДж/моль

— Что такое ион читайте в статье.

---

Перейти к другим элементам таблицы менделеева

Где Mg в таблице менделеева?

Скачать таблицу менделеева в хорошем качестве

До сегодняшнего дня магнию по сравнению с другими металлами столько внимания, как сейчас, никогда не уделялось. Это связано со сложностью установления его концентрации в плазме крови. Магний достаточно сложно распределяется в организме, он находится и в органах, и в тканях, вне клеток и внутри них.

Магний (Mg в Таблице Менделеева) является четвертым по счету из важнейших химических элементов. Всего их 12. Первые места занимают калий, кальций и натрий.

Магний и его функции

Магний участвует в процессе усвоения витаминов группы B, C 4,5; участвует в фосфорном и углеводном обмене, а также в передаче нервно-мышечного импульса. Он оказывает влияние на количество кальция в крови.

Препараты магния действуют на снижение повышенного давления, рост и укрепление костей, используется при стрессах и мигренях. Действие препаратов магния достаточно разнообразно.

Роль магния в системе органов кровообращения

Магний влияет на пласт клеток, называемых эндотелием – они покрывают внутреннюю поверхность сердечных полостей кровеносных и лимфатических сосудов. Было проведено исследование, в котором участвовали две группы людей, в одной из них проводилось использование препарата магния, а в другой – плацебо. В ходе этого исследования выяснено, что через полгода приема препарата магния результаты анализов у пациентов улучшились. Можно сделать вывод, что пренебрегать этими препаратами не следует.

В связи с исследованиями, которые проводились на протяжении нескольких лет, были сделаны выводы о развитии ишемической болезни сердца вследствие недостаточного содержания в организме магния. Гипомагниемия наблюдается у пациентов с высоким давлением, с сахарным диабетом второго типа, его недостаток может сказываться на прогрессировании атеросклероза, появляются пролапс митрального клапана, аритмия и тахикардия. Показатель магния в крови может говорить о тяжести заболевания, о его прогрессировании.

Как проявляется недостаток магния в организме

Недостаточное содержание магния проявляется как в проблемах опорно-двигательной системы, сердечно-сосудистой и в проблемах различных органов. Пациенты жалуются: на судороги, нервозность, утомляемость, кошмары, бессонницу, головокружения, снижение внимания, выпадение волос, диарею, запоры, тошноту, повышение давления. Во время тщательного обследования могут выявиться такие заболевания, как иммунодефицитные состояния, сахарный диабет, мочекаменная и желчекаменная болезни.

Назначение препаратов магния

Препараты магния назначаются в качестве восстановления процессов, в которых принимает непосредственное участие сам магний. Препараты назначаются как внутривенно, так и перорально при сердечных патологиях.

«Магнерот» назначается в кардиологической практике, состоит он из оротовой кислоты и соли магния. Синтезируется кислота в печени человека, свойства ее были открыты в 60-х годах. Назначение магния в те годы снизило летальность от инфаркта миокарда, далее его применение расширилось и стало незаменимым в кардиологической практике. Также оротовая кислота активно используется спортсменами, так как повышает выносливость.

«Магнерот» применяется при ИБС, вследствие чего сокращается прием нитроглицерина, он также достаточно благоприятно влияет на количество сахара в крови. Препараты магния на самом деле очень эффективны и отлично переносятся пациентами.

В чем причина недостаточного содержания магния?

В организме человека находится 24 г магния, из которых 60% входит в состав костей, 20% – в состав мышечной ткани, 0.8% – в эритроциты и плазму крови, 39% находится внутри клеток. Суточная доза составляет: для мужчин – 350 мг, для женщин – 300 мг.

Дефицит магния может быть связан с жизненными условиями. Организм исчерпывает свои ресурсы при алкоголизме, неправильном питании, беременности, потливости, гормональной контрацепции, физических нагрузках.

Усвояемость магния из продуктов питания составляет 30-35%, уменьшению его всасывания могут способствовать заболевания органов пищеварения. Продукты, богатые магнием, которые необходимо по возможности употреблять каждому, это: шоколад, орехи, зелень, бобовые, каши.

Также дефицит магния может развиваться при определенных заболеваниях. Это инфаркт миокарда, нефротический синдром, ожирение, гипертиреоз, артериальная гипертензия, длительный прием антибиотиков.

Как выяснилось, магний– это непросто химическое соединение, а очень важный элемент, который играет одну из главных ролей в состоянии здоровья человека. От магния зависит количество кальция, он также участвует в синтезе белка, и еще в более 300-х процессах в организме человека.

Элемент: магний (Magnesium)

Химический символ: Mg

Порядковый номер: 12

Год открытия: 1755

Стандартная атомная масса: 24.305

Температура плавления: 923  К

Температура кипения: 1363 К

Плотность при стандартных условиях:  1.738 г/cм3

Скорость звука в магнии: 4940 м/с

Число стабильных изотопов: 3

Кристаллическая решётка: гексагональная

Горькая слава греческого города

История открытия магния началась в XVII веке, в графстве Суррей, в источнике у города Эпсом. В 1618 году местный фермер попытался напоить своих коров из колодца, на что те заявили своему хозяину: сам пей эту горечь. Однако, как выяснилось, «эта горечь» вроде бы лечит царапины и сыпь.  В 1695 году из странной воды выделили вещество – «эпсомскую соль» (она же горькая соль или английская соль). Сейчас мы знаем, что это – кристаллогидрат сульфата магния,  MgSO₄·7 H₂O. Как пишут, соль получил некий химик  Н. Гро, имя которого мы так и не смогли установить.

Далее стало понятно, что при взаимодействии с поташем (гидроксидом калия) образуется вещество, точь-в-точь такое же, как при прокаливании минерала, который добывали в окрестностях греческого города Магнесия-на-Меандре (забегая вперед, скажем, что от того же города получили свое название и магнит с магнетизмом, и марганец). Именно так слово «магнезия прочно вошло в химический оборот, а эпсомскую соль стали называть белой магнезией (или просто магнезией).  Впрочем, карбонат или оксид магния именовали также.

Пропилеи Магнесии-на-Меандре

К чистому металлу смогли подобраться заметно позже. Обнаруженный в 1754 году шотландским врачом и химиком Джозефом Блэком факт, что при нагревании белой магнезии (в данном случае – карбоната магния) выделяется связанный воздух (углекислый газ) и образуется жженая магнезия (оксид магния), привело годом позже к признанию магния самостоятельным химическим элементом, а Блэка – к статусу его первооткрывателя. Кстати, параллельно Блэк еще и доказал, что воздух – это смесь газов, а не один газ.

Интересный факт про Блэка и магний: еще того, как открыть магний как элемент, он написал докторскую диссертацию (он же врач!) о лечении камней в почках при помощи того самого карбоната магния.

Джозеф Блэк

В 1792 году Антон фон Рупрехт, восстанавливая углем белую магнезию (оксид магния MgO), смог выделить некий металл, который он патриотично назвал австрием.  Увы, название этой страны так и не закрепилось в таблице Менделеева, поскольку оказалось, что исходный материал был очень загрязнен железом. Кстати, потом название «австрий» всплывало еще не раз, но тем не менее, вместо него заветные клетки занимал галлий и полоний.

Кое-как выделить сравнительно чистый магний удалось великому сэру Хемфри Дэви в 1808 году.  Впрочем, получить пригодный к употреблению магний и ему не удалось: Дэви проводил электролиз смеси магнезии и оксида ртути, так что на выходе у него получилась амальгама магния. Кстати, еще забавный факт: сам Дэви предложил назвать новый металл «магнием» (magnium), но в итоге в романских языках устаканилось слово magnesium. А вот в России с 1831 года закрепилось слово «магний».

Металлический магний получил французский химик и фармацевт Антуан Александр Брутус Бюсси, восстанавливая расплав хлорида магния металлическим калием. Это случилось в 1829 году, а уже в 1830 году Майкл Фарадей провел прямой электролиз хлорида магния и получил металлический магний в «промышленных» масштабах.

Антуан Александр Брутус Бюсси

Фотографический металл – и другие применения магния

Вообще-то, магния на нашей планете много.Он один из самых распространенных элементов, его кларк (извините, что ввели новое слово — не надо путать его с кварком, в одном атоме магния более семидесяти кварков, а кларк – это процентное содержание элемента в земной коре в среднем, этот термин ввел американский геохимик Франк Уиглсуорт Кларк в 1889 году, когда впервые прикинул, сколько и каких элементов присутствует до глубины в 16 километров) – почти два процента. Каждая средняя тонна земной коры содержит в себе 19,5 килограммов чистого магния.

Франк Уиглсуорт Кларк

Магний – очень легкий металл. Он всего лишь в 1,7 раз тяжелее воды – и самый легкий из всех используемых человечеством металлов в чистом виде для конструкционных материалов. Натрий и литий использовать сложно из-за мягкости и реакционной активности, бериллий очень ядовит…

Металлический магний

Впрочем, магний тоже очень легко горит – и горит очень ярким белым светом. И именно это его свойство привело к первому массовому практическому применению магния. Догадались, какому?

Правильно, многие хотя бы по фильмам помнят магниевые вспышки. Дело в том, что первые фотографические эмульсии были не очень чувствительны. Экспозиции достигали минут, и о съемке в помещении не могло идти и речи. А все искусственные источники света – свечи, лучины, масляные и керосиновые лампы – имели жёлтый спектр, к которому эмульсия была почти нечувствительна.

Магниевая вспышка 1909 года в действии

Поэтому белый свет вспышки магниевого порошка пришелся как нельзя кстати. Впервые такое применение магнию предложил физик Уильям Крукс, известный работами по катодным трубкам (к нему мы еще вернемся, когда поговорим об открытии таллия).  Первая фотовспышка заработала в 1859 году. Магний служил фотографам верой и правдой – и даже когда вспышка порошка на платформе ушла в прошлое, в 1929 году магний переместился в одноразовые колбы-вспышки, продержавшиеся до 1960-70 годов, когда магний победил ксенон (об этом – в соответствующей главе).

Одноразовые магниевые вакуумные вспышки фирмы OSRAM

Но, сойдя со сцены как составляющая вспышек, магний остался в фотографии. Шасси (металлическая рама) всех современных  топовых зеркалок сделаны именно из магния, иначе бы прочные профессиональные камеры было бы очень тяжело носить.

Магниевое шасси камеры Nikon D800

Ну а магниевые сплавы используются много где именно как легкие конструкционные материалы и поныне. Другое дело, что если можно заменить магний более тяжёлым алюминием, это делают – всё же магний горит, и если горит, то потушить его непросто: он горит и в воде.

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.

Магниевые «нобели»: хлорофилл

Следующий наш рассказ о нобелевских премиях, связанных с магнием, будет посвящен Рихарду Вильштеттеру, ученику Адольфа фон Байера, изучавшего красители.

Рихард Вильштеттер

В год, когда его патрон удостоился Нобелевской премии по химии (1905), он перешел на полную профессорскую ставку в Цюрих, в знаменитый ETH, и начал работать на производстве красителя хлорофилла — вещества, которое делает листья зелеными и который обеспечивает превращение углекислого раза растениями в углеводы (процесс фотосинтеза).

Именно на поприще изучения хлорофилла (до Вильштеттера вообще никто не знал даже брутто-формулы этого важнейшего вещества) он добился наибольших успехов. Сначала он выявил эмпирическую формулу хлорофилла — относительное содержание в нем атомов углерода, азота, водорода, кислорода и магния.

Вильштеттеру удалось опровергнуть утверждение о том, что у каждого растения — свой хлорофилл. Химик вместе со своим учеником Артуром Штоллем показал, что во всем растительном царстве существуют всего две очень близкие формы хлорофилла: a и b (правда, потом нашлись и c1, и c2, и некоторые другие).

Хлорофилл C1 и C2

Постепенно Вильштеттер начал расшифровывать структуру пигмента и обнаружил в нем тетрапиррольное кольцо (порфирин) с центральным атомом магния. Нужно отметить, что сырьем «хлорофилловой фабрики» Вильштеттера стала крапива, ведь в ней содержится очень много хлорофилла.

«Цель моей работы состояла в том, чтобы установить структурные характеристики наиболее широко распространенных пигментов растений, в частности хлорофилла, и найти определенные критерии, касающиеся их химической функции», — так описал свой труд Рихард Вильштеттер в нобелевской лекции.Это была первая премия «за хлорофилл». Но далеко не последняя.

В 1930 году Нобелевскую премию по химии с формулировкой «За исследования по конструированию гемина и хлорофилла, особенно за синтез гемина» получил немец Ханс Фишер, который сделал первые шаги по синтезу хлорофилла.

На представлении лауреата Ханс Седербаум из Шведской королевской академии сказал: «Работы Фишера стали научным достижением, которое вряд ли могло бы быть получено предыдущими поколениями. […] Исследования Фишера показали, что природа, несмотря на ее непомерное многообразие, довольно экономно использует стандартный строительный материал для конструирования таких сильно различающихся как по внешнему виду, так и по распространению двух веществ, [таких как хлорофилл и красный пигмент крови]».

Ханс Фишер

Дальше – больше. Как вы думаете, кто сделал первый в истории направленный синтез хлорофилла? Можно даже не гадать, «второй по крутизне химик после природы» (цитируя представителя Нобелевского комитета) – Роберт Бернс Вудворд,который опубликовал очередной рутинный великий синтез в 1960 году. Так что и этот синтез стал кирпичиком в нобелевской премии великого Вудворда, получившего премию «потому, что он молодец».

Американский биохимик Мелвин Кальвин при помощи радиоактивного углерода сумел показать, как именно работает хлорофилл в растениях. Как итог – Нобелевская премия по химии 1961 году «За исследование усвоения двуокиси углерода растениями». И, наконец, отчасти с хлорофиллом связана Нобелевская премия по химии 1988 года, которую получили немцы Иоганн Дайзенхофер, Хармут Михель и Роберт Хубер, которые установили трёхмерную структуру фотосинтетического реакционного центра.

Но, конечно, магний важен для человека не только Нобелевскими премиями. Магний – одиннадцатый по распространенности в нашем организме элемент, при этом он входит в состав или участвует в работе почти 300 ферментов (это из известных!), так что этот элемент нам просто необходим.

А в завершение нашего длинного рассказа мы покажем вам видео из знаменитой серии популярных видеороликов о химических элементах серии «Периодическое видео химических элементов», которую ведет замечательный профессор Ноттингемского университета Мартин Полякофф

Текст: Алексей Паевский

Mg	12
24,305
[Ne]3s2
Магний

Магний — элемент главной подгруппы второй группы, третьего периода периодической системы химических элементов , с атомным номером 12. Обозначается символом Mg Magnesium. Простое вещество магний (CAS-номер: 7439-95-4) — лёгкий, ковкий металл серебристо-белого цвета. 

История

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.

Впервые был выделен в чистом виде сэром Хемфри Дэви в 1808 году.

Получение

Обычный промышленный метод получения металлического магния — это электролиз расплава смеси безводных хлоридов магния MgCl₂ (бишофит), 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 + CaO + 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 1,74 г/см³(20 °C). Выше 464 °C устойчива гексагональная β-форма. t_пл = 650 °C, t_кип = 1105 °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 KMnO₄ — взрывчатое вещество! Раскаленный магний реагирует с водой:
Mg (раск.) + Н₂О = MgO + H₂;
Щелочи на магний не действуют, в кислотах он растворяется легко с выделением водорода:
Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂;
При нагревании на воздухе магний сгорает, с образованием оксида, также с азотом может образовываться небольшое количество нитрида:
2Mg + О₂ = 2MgO;
3Mg + N₂ = Mg₃N₂

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, Mg(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). Бишофитотерапия использует биологические эффекты природного магния в лечении и реабилитации широкого круга заболеваний, в первую очередь — опорно-двигательного аппарата, нервной и сердечно-сосудистой систем.

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 АТФ — нуклеотид, 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.

Установлено, что чтобы усвоить кальций, организму необходим магний. Одним из наиболее биологически целесообразных источников магния при транскутанном (чрезкожном) всасывании является минерал бишофит, широко использующийся в целях медицинской реабилитации, физиотерапии и санаторно-курортного лечения.

Магний, Magnesium, Mg (12)
Название магнезия встречается уже в Лейденском папирусе-Х (Ш в.). Оно происходит, вероятно, от названия города в гористой местности Фессалии — Магнисия. Магнесийским камнем в древности назывались магнитная окись железа, а магнесом — магнит. Эти названия перешли в латинский и другие языки.

В русской литературе начала XIX в. магнезия именовалась иногда горькоземом. В 1808 г. Дэви, подвергая белую магнезию электролизу, получил немного нечистого металлического магния; в чистом виде этот металл был получен Бусси в 1829 г. Вначале Дэви предложил назвать новый металл магнием (Magnium) в отличие от магнезии, которая в то время обозначала металлическое основание пиролюзита (Magnesium). Однако, когда название черной магнезии было изменено, Дэви предпочел называть металл магнезием. Интересно, что первоначальное название магний уцелело только в русском языке благодаря учебнику Гесса. В начале XIX в. предлагались и другие названия — магнезь (Страхов), магнезий, горькоземий (Щеглов).

12 Натрий ← Магний → Алюминий 12Mg
Внешний вид простого вещества
Лёгкий, ковкий, серебристо-белый металл
Свойства атома
Имя, символ, номер	Магний / Magnesium (Mg), 12
Атомная масса (молярная масса)	24,305 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Ne] 3s2
Радиус атома	160 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	136 пм
Радиус иона	66 (+2e) пм
Электроотрицательность	1,31 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	−2,37 В
Степени окисления	2
Энергия ионизации (первый электрон)	737,3 (7,64) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	1,737 г/см³
Температура плавления	650 по Цельсию
Температура кипения	1105 по Цельсию
Теплота плавления	9,20 кДж/моль
Теплота испарения	131,8 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	24,90[1] Дж/(K·моль)
Молярный объём	14,0 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	гексагональная
Параметры решётки	a=0,32029 нм, c=0,52000 нм Å
Отношение c/a	1,624
Температура Дебая	318 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 156 Вт/(м·К)

Ма́гний — элемент главной подгруппы второй группы, третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 12. Обозначается символом Mg (лат. Magnesium). Простое вещество магний (CAS-номер: 7439-95-4) — лёгкий, ковкий металл серебристо-белого цвета.

История

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. Латинское название элемента происходит от названия древнего города Магнезия в Малой Азии, в окрестностях которого имеются залежи минерала магнезита.

В 1792 году Антон фон Рупрехт получил новый металл, названный им австрием, восстановлением углём из белой магнезии. Позже было установлено, что «австрий» представляет собой магний крайне низкой степени чистоты, поскольку исходное вещество была сильно загрязнёно железом^[2].

Впервые был выделен в чистом виде сэром Гемфри Дэви в 1808 году дистилляцией ртути из магниевой амальгамы, которую он получил электролизом полужидкой смеси оксида магния и ртути.

Нахождение в природе

Кларк магния 19 кг/т. Это один из самых распространённых элементов земной коры. Большие количества магния находятся в морской воде. Главными видами нахождения магнезиального сырья являются:

• морская вода — (Mg 0,12-0,13 %),
• карналлит — MgCl₂ • KCl • 6H₂O (Mg 8,7 %),
• бишофит — MgCl₂ • 6H₂O (Mg 11,9 %),
• кизерит — MgSO₄ • H₂O (Mg 17,6 %),
• эпсомит — MgSO₄ • 7H₂O (Mg 16,3 %),
• каинит — KCl • MgSO₄ • 3H₂O (Mg 9,8 %),
• магнезит — MgCO₃ (Mg 28,7 %),
• доломит — CaCO₃·MgCO₃ (Mg 13,1 %),
• брусит — Mg(OH)₂ (Mg 41,6 %).

Магнезиальные соли встречаются в больших количествах в солевых отложениях самосадочных озёр. Месторождения ископаемых солей карналлита осадочного происхождения известны во многих странах.

Магнезит образуется преимущественно в гидротермальных условиях и относится к среднетемпературным гидротермальным месторождениям. Доломит также является важным магниевым сырьём. Месторождения доломита широко распространены, запасы их огромны. Они ассоциируют с карбонатными толщами и большинство из них имеет докембрийский или пермский возраст. Доломитовые залежи образуются осадочным путём, но могут возникать также при воздействии на известняки гидротермальных растворов, подземных или поверхностных вод.

Типы месторождений

Природные источники магния:

• ископаемые минеральные отложения (магнезиальные и калийно-магнезиальные карбонаты: доломит, магнезит),
• морская вода,
• рассолы (рапа соляных озёр).

Большая часть мировой добычи магния сосредоточена в США (43 %), странах СНГ (26 %) и Норвегии (17 %), возрастает доля Китая^[3].

Получение

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

MgCl₂ (электролиз) = Mg + Cl₂.

Расплавленный металл периодически отбирают из электролизной ванны, а в неё 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 кремний или кокс:

MgO + C = Mg + CO

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 + CaO + Si = CaSiO₃ + 2Mg.

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

Физические свойства

Магний — металл серебристо-белого цвета с гексагональной решёткой, обладает металлическим блеском; пространственная группа P 6₃/mmc, параметры решётки a = 0,32029 нм, c = 0,52000 нм, Z = 2. При обычных условиях поверхность магния покрыта прочной защитной плёнкой оксида магния MgO, которая разрушается при нагреве на воздухе до примерно 600 °C, после чего металл сгорает с ослепительно белым пламенем с образованием оксида и нитрида магния Mg₃N₂. Плотность магния при 20 °C — 1,737 г/см³, температура плавления металла t_пл = 651 °C, температура кипения t_кип = 1103 °C, теплопроводность при 20 °C — 156 Вт/(м·К).

Магний высокой чистоты пластичен, хорошо прессуется, прокатывается и поддаётся обработке резанием.

Химические свойства

Смесь порошкового магния с перманганатом калия KMnO₄ — взрывчатое вещество

Раскаленный магний реагирует с водой:
Mg + Н₂О = MgO + H₂↑
Щелочи на магний не действуют, в кислотах он растворяется легко с выделением водорода:
Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂
При нагревании на воздухе магний сгорает с образованием оксида и небольшого количества нитрида. При этом выделяется большое количество теплоты и световой энергии:
2Mg + О₂ = 2MgO
3Mg + N₂ = Mg₃N₂
Магний может гореть даже в углекислом газе:
2Mg + CO₂ = 2MgO + C

Горящий магний нельзя тушить водой.

Применение

Применяется для восстановления металлического титана из тетрахлорида титана. Используется для получения лёгких и сверхлёгких сплавов (самолётостроение, производство автомобилей), а также для изготовления осветительных и зажигательных ракет.

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. В 2012 году цены на магний составляют порядка 2,8-2,9 долл./кг.

Химические источники тока

Магний в виде чистого металла, а также 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.). Химические источники тока на основе магния отличаются очень высокими значениями удельных энергетических характеристик и высоким разрядным напряжением.

Соединения

Гидрид магния — один из наиболее ёмких 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, Mg(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.

Военное дело

Свойство магния гореть белым ослепительным пламенем широко используется в военной технике для изготовления осветительных и сигнальных ракет, трассирующих пуль и снарядов, зажигательных бомб. В смеси с соответствующими окислителями он также является основным компонентом заряда светошумовых боеприпасов.

Медицина

Магний является жизненно-важным элементом, который находится во всех тканях организма и необходим для нормального функционирования клеток. Участвует в большинстве реакций обмена веществ, в регуляции передачи нервных импульсов и в сокращении мышц, оказывает спазмолитическое и антиагрегантное действие. Оксид и соли магния традиционно применяется в медицине в кардиологии, неврологии и гастроэнтерологии (аспаркам, сульфат магния, цитрат магния. Наиболее интересным природным ресурсом магния является минерал бишофит). Оказалось, что магниевые эффекты бишофита в первую очередь проявляются при транскутанном (через кожном) применении в лечении патологии опорно-двигательного аппарата. Бишофитотерапия использует биологические эффекты природного магния в лечении и реабилитации широкого круга заболеваний, в первую очередь — позвоночника и суставов, последствий травм, нервной и сердечно-сосудистой систем.

Фотография

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

Аккумуляторы

Магниево-серные батареи — являются одними из самых перспективных, превосходя в теории ёмкость ионо-литиевых, однако, пока эта технологи находится на стадии лабораторных исследований в силу непреодолённости некоторых технических препятствий.^[4]

Биологическая роль и токсикология

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 морская среда первобытной земли была преимущественно хлоридно-магниевая, в отличие от нынешней — хлоридно-натриевой.

Магний — часть солевого баланса живых организмов: недостаток магния ухудшает усвоение других микроэлементов, избыток — их вымывание (замещение)^{[5][неавторитетный источник?]}. Магний является кофактором многих ферментативных реакций. Магний необходим для превращения креатина фосфата в АТФ — нуклеотид, являющийся универсальным поставщиком энергии в живых клетках организма. Магний необходим на всех этапах синтеза белка.

Дефицит магния 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.

К пище, богатой магнием, относятся: кунжут, отруби, орехи. 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. По результатам последних исследований обнаружено, что цитрат магния является наиболее усваиваемым продуктом, содержащим магний^[6][7].

Одним из наиболее биологически целесообразных источников магния при транскутанном (чрезкожном) всасывании является минерал бишофит, широко использующийся в целях медицинской реабилитации, физиотерапии и санаторно-курортного лечения. Преимуществом транскутанного применения является высокая биодоступность ионов магния, насыщающего локальные проблемные зоны минуя выделительную систему.

Примечания

Литература

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

Ссылки

	Магний на Викискладе?

• Online Resource for industry professionals — Magnesium.com
• Магний на Webelements
• Магний в Популярной библиотеке химических элементов
• Дефицит магния в организме — угроза для здоровья сердца
• Борьба и единство противоположностей: почему организму вместе с кальцием нужен магний

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
	1	2															3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	H		He
2	Li	Be		B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg		Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca		Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr		Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Uut	Fl	Uup	Lv	Uus	Uuo
Щелочные металлы  Щёлочноземельные металлы  Лантаноиды Актиноиды Переходные металлы Другие металлы Металлоиды Другие неметаллы Галогены Инертные газы

Электрохимический ряд активности металлов
Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au Элементы расположены в порядке возрастания стандартного электродного потенциала.

Соединения магния

Борид магния (MgB2) • Бромид магния (MgBr2) • Гидрид магния (MgH2) • Гидрокарбонат магния (Mg(HCO3)2) • Гидроксид магния (Mg(OH)2) • Гидроортофосфат магния (MgHPO4) • Дигидроортофосфат магния (Mg(H2PO4)2) • Иодид магния (MgI2) • Карбид магния (MgC2) • Карбонат магния (MgCO3) • Нитрат магния (Mg(NO3)2) • Нитрид магния (Mg3N2) • Оксид магния (MgO) • Ортоарсенат аммония-магния (NH4MgAsO4) • Ортоарсенат магния (Mg3(AsO4)2) • Ортофосфат аммония-магния (NH4MgPO4) • Пероксид магния (MgO2) • Перхлорат магния (Mg(ClO4)2) • Силицид магния (Mg2Si) • Сульфат магния (MgSO4) • Сульфид магния (MgS) • Сульфит магния (MgSO3) • Фосфат магния (Mg3(PO4)2) • Фосфид магния (Mg3P2) • Фторид магния (MgF2) • Хлорид магния (MgCl2) • Цитрат магния (MgC6H6O7)