История открытия магния и его важная роль в природе

Магний – один из распространенных металлов. Участвует в метаболических реакциях живых организмов, оказывает влияние на иммунную, мышечную системы. Является важным элементом фотосинтеза. Его соединения и сплавы активно используются в разных промышленных областях.

История открытия

В районе Магнезии (на полуострове на западе Азии) находили мягкий, белый камень, который при нагревании превращался в порошок. Его стали называть магнезией.

В 1695 году английские химики из минеральной воды одного из источников, находящихся на территории Великобритании, получили горькую соль, имеющую слабительный эффект. При ее взаимодействии с содой образуется белый и мягкий порошок – такой же, как и магнезия.

Спустя 113 лет химик-физик Гемфри Дэви методом электролиза при добавлении к магнезии воды и окиси ртути образовал новый элемент, который назвал «магнезией». Это был неочищенный металл.

Чистый вариант получил француз в 1829 году. А через год его стали изготавливать в промышленных масштабах с помощью электролиза хлорида магния.

Магний в таблице Менделеева

Элемент находится в главной подгруппе II группы периодической системы Д.И. Менделеева. Обозначается на латыни – Mg и имеет атомную массу, равную 24,305. Порядковый номер – 12. Степени окисления 0 и +2. Атомы имеют 2 валентность.

Строение атома

Имеет 3 оболочки. Внешняя содержит валентные электроны. Атом имеет положительный заряд +12. В нем 12 протонов и нейтронов. По орбите ядра расположено 12 электронов, из них 2 на внешней оболочке, 10 на внутренней.

Физические свойства

Сам по себе металл бело-серебристого цвета, с металлическим блеском, имеет гексагональную решетку. В нормальных условиях поверхность покрыта защитной пленкой из оксида магния, которая сгорает при нагревании более 600°С.

Основные свойства:

обладает высокой пластичностью;
отличается легкостью и хрупкостью;
отражает свет;
хорошо проводит тепло;
не тушится водой при горении;
имеет высокую стойкость к холодным температурам;
устойчив к щелочам.

Благодаря своим физическим свойствам применяется повсеместно. Из-за легкости широко задействован в создании сплавов, которые также отличаются прочностью, малым весом. Магний мягкий, его легко спрессовать. Но чтобы расплавить, нужна высокая температура.

Химические свойства

Химические свойства выражены способностью вступать в разные реакции, образовывать соединения:

с галогенами – галогениды;
с горячей водой – гидроксид магния;
с серой при повышении температуры – сульфид магния;
с коксом – карбид магния (если это соединение опустить в воду, то получится пропин);
с азотом – нитрид магния;
с влажным хлором – хлорид;
с водородом – гидрид;
с соляной кислотой – хлорид магния, водород;
с азотной кислотой – оксид азота, вода, нитрат магния;
с сероводородной кислотой – водород плюс сульфид магния;
с кремнием при высоких температурах – силицид, оксид магния.

При нагревании сгорает с образованием оксида и нитрида, также выделяются свет и тепло. Основные уравнения реакций магния.

Качественная химическая реакция возникает при взаимодействии соли магния с щелочью. В этом случае образуются гидроксид магния и хлорид калия, выпадает кремовый осадок.

Магний в природе

Содержится в мантии нашей планеты, его концентрация около 2%. Входит в состав многих горных пород в виде соединений. В России основные месторождения в Оренбургской области и на Урале. Встречается в Ленинградской и Московской областях. Также найден на Донбассе. Наибольший процент добычи приходится на США.

Существует комплексное соединение магния – хлорофилл. Оно необходимо для фотосинтеза растений в природе – преобразования углекислого газа в кислород.

В соленой воде Земли (в морях и океанах) содержание этого элемента составляет около 4 кг на 1 куб. м. В пресной он тоже обнаруживается, но в меньших количествах.

Больше всего магния в продуктах:

семечки подсолнечника, тыквенные, льняные;
семена чиа;
бразильский орех, миндаль, арахис, кешью;
в крупах (гречка, овсянка, киноа, бурый рис, нут);
спаржа, брокколи, шпинат, капуста, зеленый горох, авокадо;
бананы, апельсины, финики, малина;
устрицы, лосось;
какао, чай.

Суточная доза потребления для взрослого человека составляет не более 500 мг. Этот элемент важен для здоровья:

участвует в процессах роста клеток;
повышает выносливость;
способен регулировать настроение;
снижает уровень кровяного давления;
имеет противовоспалительные свойства.

При передозировке возможно появлении рвоты, диареи, снижение артериального давления. Перед употреблением дополнительных добавок необходимо проконсультироваться с врачом.

Применение

Металл имеет уникальные физический и химические свойства. Его сплавы отличаются:

легкостью;
прочностью;
устойчивостью к разрушениям.

Активно применяется в ракетостроении при конструировании кораблей. В авиационной, машиностроительной сферах используется в сплавах с алюминием, марганцем, цинком при создании деталей корпусов, реакторов, фюзеляжей.

Жаропрочность повышается при соединении металла с:

титаном;
литием;
кальцием.

Фторид отличается пластичностью, прозрачностью, поэтому его используют для изготовления линз в оптике. Из него делают подзорные трубы, бинокли, фотоаппараты.

В сталелитейной промышленности его применяют как раскислитель, часто используют при работе с цветными металлами.

В медицинской сфере используется препараты магния в виде:

суспензий;
инъекций;
таблеток.

Применяется при лечении диабета, инсульта, преэклампсии, остеопороза, других заболеваний. Множество витаминов, полезных добавок содержат соединения этого элемента.

Использование в других сферах:

В сельском хозяйстве удобрения для почв содержат соединения этого элемента.
В электрической промышленности металл применяется для изготовления бытовой и другой аппаратуры (телефонов, планшетов, компьютеров). Он используется для производства мощных электрических батарей.
В военной сфере создаются осветительные приборы, сигнальные ракеты, зажигательные бомбы и снаряды с соединениями этого металла. Они также применяются при проведении антитеррористических операций.
В текстильной сфере и в ателье для отбеливания тканей используется перекись магния.
В металлургической сфере – для восстановления ценных металлов (титана, хрома, циркония и других).
В ювелирной промышленности – для придания легкости объемным украшениям.
Для создания огнеупорных материалов применяется оксид магния. Такие изделия нужны в разных сферах промышленности.
В химических лабораториях для очищения помещений от газов применяется перхлорат.

В составе фейерверков, бенгальских огней также присутствуют соединения этого элемента.

Сплавы такого металла могут быть взрывоопасными, так как он легко воспламеняется, не тушится водой. Поэтому использовать такие материалы необходимо с соблюдением техники безопасности. При этом соединения элемента не имеют высокой токсичности.

Лом такого металла можно сдать на переработку. Из него делают дверные ручки, каркасы автомобилей, коробки передач, поддоны, педалей и другие комплектующие.

Этот химический элемент распространен на планете и используется в разных областях промышленности. В чистом виде применяется редко, но в сплавах и соединениях его можно встретить повсеместно от космической отрасли до медицинских препаратов. Применяется при конструировании самолетов, ракет, автомобилей и запчастей для них.

Дефицит этого элемента в организме человека оказывает негативное влияние на здоровье – возрастает уровень стресса, снижается выносливость, учащаются головные боли.

А что Вы знаете о магнии? Сохраняйте статью в закладки и делитесь ею в социальных сетях.

Также можете ознакомиться с видео по теме статьи.

Химические свойства магния.