МАГНИЙ
(лат. Magnesium), Mg, химич.
элемент II группы периодич. системы Менделеева, ат. н. 12, ат. м. 24,305.
Природный М. состоит из трёх стабильных изотопов: 24Mg (78,60%),
25Mg
(10,11%) и 26Mg (11,29%). М. открыт в 1808 Г.
Дэви, к-рый
подверг электролизу с ртутным катодом увлажнённую магнезию (давно известное
вещество); Дэви получил амальгаму, а из неё после отгонки ртути - новый
порошкообразный металл, названный магнием. В 1828 франц. химик А. Бюсси
восстановлением расплавленного хлорида М. парами калия получил М. в виде
небольших шариков с металлич. блеском.
Распространение в природе. М.- характерный
элемент мантии Земли, в ультраосновных породах его содержится 25,9% по
массе. В земной коре М. меньше, средний кларк его 1,87%; преобладает М.
в основных породах (4,5% ), в гранитах и др. кислых породах его меньше
(0,56%). В магматич. процессах Mg2+ - аналог Fe2+,
что объясняется близостью их ионных радиусов (соответственно 0,74 и 0,80
А). Mg2+ вместе с Fe2+ входит в состав оливина, пироксенов
и др. магматич. минералов.
Минералы М. многочисленны - силикаты, карбонаты,
сульфаты, хлориды и др. (см. Магниевые руды). Более половины из
них образовались в биосфере - на дне морей, озёр, в почвах и т. д.; остальные
связаны с высокотемпературными процессами.
В биосфере наблюдается энергичная миграция
и дифференциация М.; здесь гл. роль 'принадлежит физ.-хим. процессам -
растворению, осаждению солей, сорбции М. глинами. М. слабо задерживается
в биологич. круговороте на континентах и с речным стоком поступает в океан.
В морской воде в среднем 0,13% М.- меньше, чем натрия, но больше всех др.
металлов. Морская вода не насыщена М. и осаждения его солей не происходит.
При испарении воды в морских лагунах в осадках вместе с солями калия накапливаются
сульфаты и хлориды М. В илах некоторых озёр накапливается доломит (напр.,
в озере Балхаш). В промышленности М. получают в основном из доломитов,
а также из морской воды.
Физические и химические свойства. Компактный
Конфигурация внешних электронов атома М.
М. вытесняет большинство металлов из водных
При нагревании М. реагирует с галогенами,
Получение и применение. В пром-сти наибольшее
Другие способы получения М.- метал лотермический
Важнейшая область применения ме-таллич.
Лит.: Стрелец X. Л., Тайц А. Ю.,
Магний в организме. М.- постоянная часть
А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я
М.- блестящий серебристо-белый металл, тускнеющий на воздухе вследствие
образования на поверхности окисной плёнки. М. кристаллизуется в гексагональной
решётке, а = 3,2028А, с = 5,1998А. Атомный радиус 1,60А, ионный радиус
Mg2+ 0,74А. Плотность М. 1,739 г/см3 (20 °С);
t
(20 °С) 1,55-102 вт/(м*К), т. е. 0,37 кал/(см*сек*°С);
термин,
коэфф. линейного расширения в интервале 0-550 °С определяется из уравнения
25,0*10-6 + 0,0188 t. Удельное электрич. сопротивление
(20 °С) 4,5*10-8 ом-м (4,5 мком-см).
М. парамагнитен,
удельная магнитная восприимчивость +0,5*10-6, М.- относительно
мягкий и пластичный металл; его механич. свойства сильно зависят от способа
обработки. Напр., при 20 °С свойства соответственно литого и деформированного
М. характеризуются следующими величинами: твёрдость по Бринеллю 29,43*107
и 35,32*107 н/м2(30 и 36 кгс/мм2),
предел
текучести 2,45*107 и 8,83*107 н/м2 (2,5
и 9,0 кгс/мм2),
предел прочности 11,28*107
и 19,62*107 н/м2(11,5 и 20,0 кгс/мм2),
относит,
удлинение 8,0 и 11,5%.
3s2, Во всех стабильных соединениях М. двухвалентен. В хим.
отношении М.- весьма активный металл. Нагревание до 300-350 °С не приводит
к значительному окислению компактного М., т. к. поверхность его защищена
окисной плёнкой, но при 600-650 °С М. воспламеняется и ярко горит, давая
магния
окись и отчасти нитрид MgsN
воздухом, М. почти не реагирует, из кипящей медленно вытесняет водород;
реакция с водяным паром начинается при 400 °С. Расплавленный М. во влажной
атмосфере, выделяя из Н
400-500 °С образует MgH
растворов их солей; стандартный электродный потенциал Mg при 25 °С - 2,38
в.
С
разбавленными минеральными кислотами М. взаимодействует на холоду, но в
плавиковой к-те не растворяется вследствие образования защитной плёнки
из нерастворимого фторида MgF
щелочных металлов и солей аммония. Едкие щёлочи осаждают из растворов солей
М. гидроокись Mg(OH)
мало
растворимы MgF
Mg
давая галогениды; с влажным хлором уже на холоду образуется MgCl
др. металлы (Be, A1, щелочные) и неметаллы (В, Si, С) из их окислов и галогенидов.
М. образует многочисленные металлоорганич. соединения, определяющие его
большую роль в органич. синтезе (см. Магнийорганические соединения).
М.
сплавляется с большинством металлов и является основой многих технически
важных лёгких сплавов.
количество М. получают электролизом безводного хлорида MgCl
хлорид). В состав электролита входят также хлориды Na, К, Са и небольшое
количество NaF или CaF
проводят корректировку состава ванны, удаляя часть электролита и добавляя
MgCl
извлекается из катодного пространства, отделённого от анодного перегородкой,
не доходящей до дна ванны. В состав чернового М. входят до 2% примесей;
его рафинируют в тигельных электрич. печах под слоем флюсов и разливают
в изложницы. Лучшие сорта первичного М. содержат 99,8% Mg. Последующая
очистка М. проводится сублимацией в вакууме: 2-3 сублимации повышают чистоту
М. до 99,999%. Анодный хлор после очистки используется для получения безводного
MgCl
ТiO
и углетермический. По первому брикеты из прокалённого до полного разложения
доломита и восстановителя (ферросилиция или силикоалюминия) нагревают при
1280-1300°С в вакууме (остаточное давление 130- 260 н/м2,
т.е.
1-2 ммрт.ст.). Пары М. конденсируют при 400-500 °С. Для очистки
его переплавляют под флюсом или в вакууме, после чего разливают в изложницы.
По углетермич. способу брикеты из смеси угля с окисью М. нагревают в электропечах
выше 2100 °С; пары М. отгоняют и конденсируют.
М.- произ-во сплавов на его основе (см. Магниевые сплавы). Широко
применяют М. в металлотермич. процессах получения трудновосстанавливаемых
и редких металлов (Ti, Zr, Hf, U и др.), используют М. для раскисления
и де-сульфурации металлов и сплавов. Смеси порошка М. с окислителями служат
как осветительные и зажигат. составы. Широкое применение находят соединения
М.
Гуляницкий Б. С., Металлургия магния, 2 изд., М., 1960; Ulbmann Encyklo-padie
der technischen Chemie, 3 Aufl., Bd 12, Munch.- В., 1960. В.Е.Плющев.
растит, и животных организмов (в тысячных - сотых долях процента). Концентраторами
М. являются нек-рые водоросли, накапливающие до 3% М. (в золе), нек-рые
фораминиферы - до 3,5%, известковые губки - до 4% . М. входит в состав
зелёного пигмента растений - хлорофилла (в общей массе хлорофилла
растений Земли содержится ок. 100 млрд. т М.), а также обнаружен
во всех клеточных органеллах растений и рибосомах всех живых
организмов. М. активирует мн. ферменты, вместе с кальцием и марганцем обеспечивает
стабильность структуры хромосом и коллоидных систем в растениях, участвует
в поддержании тургорного давления в клетках. М. стимулирует поступление
фосфора из почвы и его усвоение растениями, в виде соли фосфорной к-ты
входит в состав фитина. Недостаток М. в почвах вызывает у растений
мраморность листа, хлороз растений (в подобных случаях используют
магниевые
удобрения). Животные и человек получают М. с пищей. Суточная потребность
человека в М.-0,3-0,5 г; в детском возрасте, а также при беременности и
лактации эта потребность выше. Нормальное содержание М. в крови - примерно
4,3 мг%; при повышенном содержании наблюдаются сокливость, потеря
чувствительности, иногда паралич скелетных мышц. В организме М. накапливается
в печени, затем значит. его часть переходит в кости и мышцы. В мышцах М.
участвует в активировании процессов анаэробного обмена углеводов. Антагонистом
М. в организме является кальций. Нарушение магниево-кальциевого равновесия
наблюдается при рахите, когда М. из крови переходит в кости, вытесняя из
них кальций. Недостаток в пище солей М. нарушает нормальную возбудимость
нервной системы, сокращение мышц. Крупный рог. скот при недостатке М. в
кормах заболевает т. н. травяной тетанией (мышечные подёргивания, остановка
роста конечностей). Обмен М. у животных регулируется гормоном паращитовидных
желез, понижающим содержание М. в крови, и проланом, повышающим содержание
М. Из препаратов М. в мед. практике применяют: сульфат М. (как успокаивающее,
противосудорожное, спазмолитич., слабительное и желчегонное средство),
магнезию жжёную (магния окись) и карбонат М. (как щёлочи, лёгкое
слабительное). Г. Я. Жизневская.