Մագնեզիումի ֆիզիկական հատկությունները. Մագնեզիում. Մագնեզիումի նկարագրությունը և հատկությունները Ամեն ինչ մագնեզիումի քիմիայի մասին

Մագնեզիումը թեթև արծաթափայլ սպիտակ մետաղ է, փայլուն, բայց օդում ձանձրալի՝ իր մակերեսի վրա պաշտպանիչ օքսիդ թաղանթի ձևավորման պատճառով։ Մագնեզիումի քիմիական բանաձևը Mg է: 12 - մագնեզիումի ատոմային թիվը քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում D.I. Մենդելեևը։

Մագնեզիումը բավականին տարածված է երկրակեղևում: Այս հարցում մագնեզիումից առաջ են միայն թթվածինը, սիլիցիումը, ալյումինը, երկաթը և կալցիումը։ Բնության մեջ այն հանդիպում է միացությունների տեսքով։ Մագնեզիում պարունակող ամենակարևոր հանքանյութերն են մագնեզիտը MgCO 3 և կրկնակի աղի դոլոմիտ CaMg 2: Մագնեզիումի հսկայական պաշարներ կան ծովերում և օվկիանոսներում MgCl 2-ի տեսքով: Գիտությունը գիտի մոտ 1500 հանքանյութ: Իսկ դրանցից գրեթե 200-ը մագնեզիում են պարունակում։

Մագնեզիում ստանալը

Ինչպե՞ս հայտնաբերվեց մագնեզիումը:

1695 թվականին անգլիացի բժիշկ Քրյուն փորձարկումներ անցկացրեց Էպսոմ քաղաքի մոտ գտնվող աղբյուրի հանքային ջրի վրա: Երբ այս ջուրը գոլորշիացել է, անոթի պատերին գոյացել է դառը համով սպիտակ աղ։ Այս աղը բուժիչ հատկություններ ուներ։ Դեղագործներն այս աղը կոչել են Epsom salt կամ Epsom salt: Աղը հետագայում կոչվեց սպիտակ մագնեզիա, քանի որ այն նման էր սպիտակ փոշու հետ, որը ստացվում էր հունական Մագնեզիա քաղաքի մոտ հայտնաբերված հանքանյութի կալցինացման արդյունքում:

Մետաղական մագնեզիումն առաջին անգամ ստացվել է 1808 թվականին բրիտանացի քիմիկոս Համֆրի Դեյվիի կողմից։ Դեյվին էլեկտրոլիզ է արել սպիտակ մագնեզիայի և սնդիկի օքսիդի խառնուրդը։ Արդյունքում նա ստացել է սնդիկի համաձուլվածք եւ անհայտ մետաղ։ Մեկուսացնելով մետաղը՝ Դեյվին առաջարկեց այն անվանել մագնեզիում։ Սակայն Դեյվիի ստացած մագնեզիումը պարունակում էր կեղտեր։ Մաքուր մագնեզիումը՝ առանց կեղտերի, ստացվել է միայն 1829 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Անտուան ​​Բյուսիի կողմից։

Մագնեզիումի քիմիական հատկությունները

Մագնեզիումը ակտիվ մետաղ է։ Եվ ինչպես բոլոր ակտիվ մետաղները, այն լավ է այրվում: Նորմալ պայմաններում դրա մակերեսը պաշտպանված է օքսիդ թաղանթով: Բայց երբ տաքացվում է մինչև 600 աստիճան, թաղանթը քայքայվում է, և մագնեզիումը փոխազդում է թթվածնի հետ: Մագնեզիումի այրման արտադրանքը մագնեզիումի օքսիդն է՝ սպիտակ փոշի։

2Mg + O2 = 2MgO

Այրվելիս մեծ քանակությամբ ջերմություն և լույս է արձակվում։ Ավելին, ըստ նրա սպեկտրալ վերլուծության, լույսը, երբ մագնեզիումը այրվում է, գրեթե նույնն է, ինչ արևի լույսը: Այս հատկությունը օգտագործվել է առաջին լուսանկարիչների կողմից ավելի քան 100 տարի առաջ: Մագնեզիումի փոշու այրումը կալիումի պերմանգանատի կամ բարիումի նիտրատի ավելացումով լուսավորեց լուսանկարված առարկան, ինչը հնարավորություն տվեց պարզ լուսանկարներ անել փակ տարածքներում, որտեղ լուսավորությունը անբավարար էր:

Մագնեզիումը ջրի հետ փոխազդում է միայն տաքացնելիս։ Այս ռեակցիայի արդյունքում ջրածինը ազատվում է։

Mg + 2H 2 O = Mg (OH) 2 + H 2

Մագնեզիումը նույնպես այրվում է ածխաթթու գազում:

2Mg + C O 2 = 2MgO + C

Մագնեզիումը փոխազդում է հալոգենների հետ սենյակային ջերմաստիճանում:

Mg + Br 2 = MgBr 2

Մագնեզիումը ծծմբի հետ փոխազդում է միայն տաքանալիս՝ առաջացնելով մագնեզիումի սուլֆիդ։

Mg + S = MgS

Մագնեզիումը չի փոխազդում ալկալիների հետ։

Մագնեզիում ստանալը

Մագնեզիումի մետաղը արտադրվում է էլեկտրաջերմային կամ էլեկտրոլիտիկ մեթոդներով։

Առաջին դեպքում ռեակցիայի ապարատում տեղակայված մագնեզիտը կամ դոլոմիտը կալցինացվում է։ Արդյունքում ստացվում է մագնեզիումի օքսիդ MgO: Այնուհետեւ մագնեզիումի օքսիդը կրճատվում է ալյումինով, սիլիցիումով կամ ածուխով: Այսպես է ստացվում մաքուր մագնեզիում։

Բայց մագնեզիումի արտադրության հիմնական արդյունաբերական մեթոդը էլեկտրոլիտիկ է: Հատուկ էլեկտրոլիզատորային լոգարաններում առկա է մագնեզիումի քլորիդի MgCl2 հալվածք: Էլեկտրոլիզի արդյունքում մագնեզիումն ազատվում է երկաթի կաթոդում, իսկ քլորի իոնները հավաքվում են գրաֆիտի անոդում։ Հալած մագնեզիումը հավաքում են և լցնում կաղապարների մեջ։ Մագնեզիումը այնուհետև մաքրվում է կեղտերը հեռացնելու համար:

Մագնեզիումի կիրառությունները

Մագնեզիումի թթվածնի հետ արագ արձագանքելու ունակությունը թույլ է տալիս այն օգտագործել պողպատի արտադրության մեջ՝ հեռացնելու հալված մետաղներում լուծված թթվածինը: Մագնեզիումի փոշին օգտագործվում է հրթիռային գիտության մեջ որպես բարձր կալորիականությամբ վառելիք: Բարձր մաքրված մագնեզիումը օգտագործվում է կիսահաղորդիչների արտադրության մեջ։

Մագնեզիումը մետաղներից ամենաթեթևն է։ Այն չորս անգամ ավելի թեթև է երկաթից և մեկուկես անգամ ավելի թեթև, քան ալյումինից։ Իր մաքուր տեսքով մագնեզիումը փափուկ և փխրուն է: Այն չի կարող օգտագործվել տեխնիկական կառույցներ պատրաստելու համար։ Բայց մագնեզիումի մեխանիկական ուժը զգալիորեն մեծանում է, եթե դրան ավելացնեն ցինկ, ալյումին կամ մանգան։ Հավելանյութերը ներմուծվում են փոքր քանակությամբ, որպեսզի չբարձրացնեն մագնեզիումի տեսակարար կշիռը։ Ցավոք սրտի, այս համաձուլվածքները կորցնում են իրենց ուժը, երբ տաքանում են: Բայց եթե դրանց վրա ավելացնեք ցինկ, պղինձ, արծաթ, բերիլիում, թորիում, ցիրկոնիում, տիտան, ապա դրանք պահպանում են իրենց մեխանիկական ուժը նույնիսկ ջերմաստիճանի բարձրացման ժամանակ։ Մագնեզիումի համաձուլվածքներից պատրաստված պատյաններ կարելի է գտնել բջջային հեռախոսներում, տեսախցիկների և դյուրակիր համակարգիչների մեջ: Բացի այդ, մագնեզիումի համաձուլվածքներից պատրաստված մասերը 100 անգամ ավելի լավ են կլանում թրթռումները, քան ալյումինը և 20 անգամ ավելի լավ, քան լեգիրված պողպատը: Ուստի դրանք լայնորեն կիրառվում են ավիացիայի, ավտոմոբիլաշինության և տեխնոլոգիայի այլ ոլորտներում։

ՄԱԳՆԵԶԻՈՒՄ

Պլանավորում:

1. Տարրի բնութագրերը.

2. Մագնեզիումի ստացում.

3. Մագնեզիումի հատկությունները.

3.1. Մագնեզիումի ֆիզիկական հատկությունները.

3.2. Մագնեզիումի քիմիական հատկությունները.

4. Մագնեզիումի միացություններ.

4.1. Անօրգանական միացություններ

4.2. Օրգանոմագնեզիումի միացություններ

5. Բնական մագնեզիումի միացություններ

6. Հողերում և ջրերում մագնեզիումի որոշում

7. Մագնեզիումի կենսաբանական նշանակությունը

8. Մագնեզիումի կիրառությունները

9. Ջրի կարծրություն

10. Գործնական աշխատանք «Ջրի կարծրության որոշում».

1. Տարրի բնութագրերը

Անուն «մագնեզիա»հայտնաբերվել է արդեն մեր թվարկության 3-րդ դարում, թեև լիովին պարզ չէ, թե ինչ նյութ է դա նշանակում: Երկար ժամանակ մագնեզիտը` մագնեզիումի կարբոնատը, սխալմամբ նույնացվում էր կրաքարի` կալցիումի կարբոնատի հետ: Մագնեզիա բառը ծագել է հունական քաղաքներից մեկի՝ Մագնեզիայի անունից։ Մինչև 18-րդ դարը մագնեզիումի միացությունները համարվում էին կալցիումի կամ նատրիումի աղերի տեսակներ։ Մագնեզիումի հայտնաբերմանը նպաստել է հանքային ջրերի բաղադրության ուսումնասիրությունը։ 1695 թվականին անգլիացի բժիշկ Քրյուն զեկուցեց, որ նա Էպսոմ հանքային աղբյուրի ջրից մեկուսացրել է բուժիչ հատկություններով աղ, և շուտով ապացուցվել է դրա անհատական ​​բնույթը։ Հետո հայտնի դարձան մագնեզիումի այլ միացություններ։ Մագնեզիումի կարբոնատը կոչվում է «սպիտակ մագնեզիա», ի տարբերություն «սև մագնեզիայի»՝ մանգանի օքսիդի: Այստեղից էլ այս միացություններից հետագայում մեկուսացված մետաղների անունների համահունչությունը:

Մագնեզիումը առաջին անգամ ստացել է Դևին (19-րդ դար) մագնեզիումի օքսիդից։ Bussy, Liebig, Devils, Caron և ուրիշներ մագնեզիում են ստացել մագնեզիումի քլորիդի վրա կալիումի կամ նատրիումի գոլորշու ազդեցությամբ։

1808թ.-ին անգլիացի քիմիկոս Գ.Դևին մագնեզիայի և սնդիկի օքսիդի խոնավացված խառնուրդի էլեկտրոլիզով ստացավ անհայտ մետաղի ամալգամ, որին տվեց «մագնեզիա» անունը, որը դեռ պահպանվում է շատ երկրներում: Ռուսաստանում «մագնեզիում» անվանումն ընդունվել է 1831 թվականից: 1829 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Ա. Հաջորդ քայլը դեպի արդյունաբերական արտադրություն կատարեց Մ.Ֆարադեյը։ 1830 թվականին նա առաջին անգամ մագնեզիում ստացավ հալված մագնեզիումի քլորիդի էլեկտրոլիզով։

Էլեկտրոլիտիկ մեթոդով մագնեզիումի արդյունաբերական արտադրությունը ձեռնարկվել է Գերմանիայում 19-րդ դարի վերջին։ Երկրորդ համաշխարհային պատերազմից առաջ սկսվեց մագնեզիումի արտադրության ջերմային մեթոդների մշակումը։

Ներկայումս էլեկտրոլիտիկ մեթոդի մշակմանը զուգընթաց կատարելագործվում են մագնեզիումի արտադրության սիլիկոտերմային և կարբոջերմային մեթոդները։ Մագնեզիումի արդյունաբերության զարգացման առաջին փուլում որպես հումք օգտագործվել են կարնալիտ քլորիդային աղեր, բնական աղաջրեր, կալիումի արդյունաբերության մագնեզիումի քլորիդ ալկալիներ։

Մեր օրերում քլորիդային աղերի հետ միասին լայնորեն կիրառվում են դոլոմիտը և մագնեզիտը։ Մեծ հետաքրքրություն է ներկայացնում որպես հումքի օգտագործումը ծովի ջրից մագնեզիումի արտադրության համար։ Ռուսաստանում մագնեզիումի արտադրության էլեկտրոլիտիկ մեթոդն առաջին անգամ մշակվել է Պ.Պ. Ֆեդոտիևը 1914 թվականին Պետրոգրադի պոլիտեխնիկական ինստիտուտում։ 1931 թվականին Լենինգրադում գործարկվեց մագնեզիումի առաջին փորձնական գործարանը։ ԽՍՀՄ-ում մագնեզիումի արդյունաբերական արտադրությունը սկսվել է 1935 թվականին։

+12 մգ))) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 0 – նորմալ ատոմի էլեկտրոնային բանաձևը 282

Երբ պահանջվող էներգիան ծախսվում է, էլեկտրոններից մեկը անցնում է P- վիճակի, այսինքն. երկու էլեկտրոններն էլ դառնում են չզույգ. Հետևաբար, մագնեզիումը ցույց է տալիս +2 օքսիդացման աստիճան:

3S 2 -վալենտային էլեկտրոններ

1S 2 2S 2 2P 6 3S 1 3P 1

- գրգռված ատոմի էլեկտրոնային բանաձևը+12 Mg +P 12,n 0 12 e12

Մագնեզիումի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքը, որն ունի 3S 2 կառուցվածք, երկու թույլ կապված էլեկտրոններով բացատրում է տիպիկ ռեակցիաների վերականգնողական բնույթը, որոնցում մագնեզիումը վերածվում է երկվալենտ կատիոնի Mg 2+։ Թթվածնի նկատմամբ իր բարձր քիմիական հարաբերակցության շնորհիվ մագնեզիումը ունակ է շատ օքսիդներից թթվածին հեռացնել, իսկ քլորը՝ քլորիդներից: Այս հատկությունը վերջերս օգտագործվել է տիտանի, ցիրկոնիումի և ուրանի մագնեզիում-ջերմային արտադրության մեջ: Օդի սենյակային ջերմաստիճանում կոմպակտ մագնեզիումը քիմիապես կայուն է: Նրա մակերեսի վրա ձևավորվում է օքսիդ թաղանթ՝ պաշտպանելով այն օքսիդացումից։ Երբ տաքացվում է, մագնեզիումի քիմիական ակտիվությունը մեծանում է։ Ենթադրվում է, որ թթվածնում մագնեզիումի կայունության վերին ջերմաստիճանի սահմանը գտնվում է 350-400 o C-ի սահմաններում: Մագնեզիումը քայքայում է եռացող ջուրը ջրածնի արտազատմամբ:

Մագնեզիումի վրա նկատելի ազդեցություն չունեն թորած ջուրը, ցանկացած կոնցենտրացիայի ֆտորաթթուն, քրոմաթթուն, ֆտորային աղերի ջրային լուծույթները և այլն։

Ծովային և հանքային ջուրը, հիդրոքլորային, ծծմբային, ազոտային, ֆոսֆորական, հիդրոֆտորսիլիկ թթուների ջրային լուծույթները, հալոգենային աղերի ջրային լուծույթները, ծծմբային միացությունները, ամոնիակը և դրա ջրային լուծույթները, օրգանական թթուները, գլիկոլները և գլիկոլային խառնուրդները, ինչպես նաև բազմաթիվ ալդեհիդներ կործանարար ազդեցություն ունեն: մագնեզիում.

Մագնեզիումը երկրակեղևի ամենատարածված տարրերից մեկն է, որն իր առատությամբ զբաղեցնում է վեցերորդ տեղը թթվածնից, սիլիցիումից, ալյումինից, երկաթից և կալցիումից հետո: Մագնեզիումի պարունակությունը լիթոսֆերայում, ըստ Ա.Պ. Վինոգրադովը, կազմում է 2,10%: Բնության մեջ մագնեզիումը հանդիպում է բացառապես միացությունների տեսքով և մտնում է բազմաթիվ միներալների մեջ՝ կարբոնատներ, սիլիկատներ և այլն։ Դրանցից ամենակարևորներն են՝ մագնեզիտ MgCO 3, դոլոմիտ MgCO 3 *CaCO 3, կարնալիտ MgCl 2 *KCL*6H։ 2 O, բրուցիտ Mg (OH) 2, կիեզերիտ MgSO 4, էպսոնիտ MgSO 4 *7H 2 O, կաինիտ MgSO 4 *KCl*3H 2 O, օլիվին (Mg,Fe) 2, օձային H 4 Mg 3 Si 2 O 9:

Բնական կամ բնական մագնեզիումը երեք կայուն իզոտոպների խառնուրդ է 24 Mg -78.6%, 25 Mg -10.1%, 26 Mg -11.3%:

Ռեակցիաներում մագնեզիումը գրեթե միշտ ցուցադրում է +2 օքսիդացման աստիճան (II վալենտություն): Մագնեզիումի ատոմը 3S 2 վիճակից ռեակտիվ 3S 1 3P 1 վիճակի տեղափոխելու համար անհրաժեշտ է ծախսել 259 ԿՋ/մոլ, իսկ էլեկտրոնների հաջորդական հեռացմամբ, այ. Պահանջվում է Mg-ի իոնացում Mg + և Mg +2, 737 KJ/mol և 1450 KJ/mol համապատասխանաբար: Մագնեզիումը բյուրեղանում է վեցանկյուն փակ փաթեթավորված վանդակի մեջ:

2. ՄԱԳՆԵԶԻՈՒՄ ՍՏԱՆՑԵԼԸ.

Մագնեզիումի արտադրության գերակշռող արդյունաբերական մեթոդը MgCl 2 հալված խառնուրդի էլեկտրոլիզն է:

MgCl 2 Mg 2+ 2Cl - K -) A +)
Mg 2+ +2 e Mg 0 2Cl - -2 e Cl 2 0

Մագնեզիումի միացությունները մարդուն հայտնի են շատ վաղուց։ Մագնեզիտը (հունարեն Magnhsia oliqV) փափուկ, սպիտակ, օճառային միներալ էր (օճառաքար կամ տալկ), որը հայտնաբերվել է Թեսալիայի Մագնեզիա շրջանում։ Երբ այս հանքանյութը կալցինացվեց, ստացվեց սպիտակ փոշի, որը հայտնի դարձավ որպես սպիտակ մագնեզիա։

1695 թվականին N. Gro-ն, գոլորշիացնելով Էպսոմ աղբյուրի հանքային ջուրը (Անգլիա), ստացավ աղ, որն ուներ դառը համ և լուծողական ազդեցություն (MgSO 4 · 7H 2 O): Մի քանի տարի անց պարզվեց, որ սոդայի կամ պոտաշի հետ շփվելիս այս աղը ձևավորում է սպիտակ, չամրացված փոշի, նույնը, ինչ առաջանում է մագնեզիտի կալցինացման ժամանակ:

1808 թ.-ին անգլիացի քիմիկոս և ֆիզիկոս Համֆրի Դեյվին, թեթևակի խոնավացած սպիտակ մագնեզիայի էլեկտրոլիզով սնդիկի օքսիդով որպես կաթոդ, ստացավ նոր մետաղի միացություն, որն ընդունակ էր ձևավորել սպիտակ մագնեզիա: Այն կոչվում էր մագնեզիում: Դեյվին ստացավ աղտոտված մետաղը, և մաքուր մագնեզիումը մեկուսացվեց միայն 1829 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Անտուան ​​Բյուսիի (1794–1882) կողմից։

Մագնեզիումի բաշխումը բնության մեջ և դրա արդյունաբերական արդյունահանումը:

Մագնեզիումը գտնվում է բյուրեղային ապարներում՝ չլուծվող կարբոնատների կամ սուլֆատների, ինչպես նաև (ավելի քիչ մատչելի ձևով) սիլիկատների տեսքով։ Դրա ընդհանուր պարունակության գնահատումը զգալիորեն կախված է օգտագործված երկրաքիմիական մոդելից, մասնավորապես, հրաբխային և նստվածքային ապարների քաշային հարաբերակցություններից: Ներկայումս օգտագործվում են 2-ից 13,3% արժեքներ: Թերևս ամենախելամիտ արժեքը 2,76%-ն է, որը մագնեզիումի առատությամբ վեցերորդն է կալցիումից (4,66%) և առաջ նատրիումից (2,27%) և կալիումից (1,84%):

Մեծ հողատարածքներ, ինչպիսիք են Իտալիայի Դոլոմիտները, հիմնականում կազմված են MgCa(CO 3) 2 հանքային դոլոմիտից: Կան նաև նստվածքային միներալներ մագնեզիտ MgCO 3, էպսոմիտ MgSO 4 · 7H 2 O, կարնալիտ K 2 MgCl 4 · 6H 2 O, լանգբեինիտ K 2 Mg 2 (SO 4) 3:

Դոլոմիտի հանքավայրեր կան բազմաթիվ այլ տարածքներում, այդ թվում՝ Մոսկվայի և Լենինգրադի մարզերում։ Մագնեզիտի հարուստ հանքավայրեր են հայտնաբերվել Միջին Ուրալում և Օրենբուրգի շրջանում։ Ամենամեծ կարնալիտի հանքավայրը մշակվում է Սոլիկամսկի շրջանում։ Մագնեզիումի սիլիկատները ներկայացված են բազալտի հանքային օլիվինով (Mg,Fe) 2 (SiO 4), օճառաքարով (տալկ) Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2, ասբեստով (քրիզոտիլ) Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 և միկա. Spinel MgAl 2 O 4-ը պատկանում է թանկարժեք քարերին։

Մեծ քանակությամբ մագնեզիում կա ծովերի և օվկիանոսների ջրերում և բնական աղաջրերում ( սմ. ՀԻԴՐՈՍՖԵՐԱՅԻ ՔԻՄԻԱ): Որոշ երկրներում դրանք մագնեզիումի արտադրության հումք են։ Ծովի ջրում մետաղական տարրերի պարունակությամբ այն զիջում է միայն նատրիումին։ Ծովի ջրի յուրաքանչյուր խորանարդ մետրը պարունակում է մոտ 4 կգ մագնեզիում։ Մագնեզիում կա նաև քաղցրահամ ջրի մեջ, որը կալցիումի հետ միասին որոշում է դրա կարծրությունը։

Մագնեզիումը միշտ հանդիպում է բույսերում, քանի որ այն քլորոֆիլների մի մասն է։

Պարզ նյութերի բնութագրերը և մետաղական մագնեզիումի արդյունաբերական արտադրությունը:

Մագնեզիումը արծաթափայլ, սպիտակ փայլուն մետաղ է, համեմատաբար փափուկ, ճկուն և ճկուն: Դրա ամրությունը և կարծրությունը նվազագույն են ձուլված նմուշների համար, ավելի բարձր՝ սեղմվածների համար:

Նորմալ պայմաններում մագնեզիումը դիմացկուն է օքսիդացմանը՝ ուժեղ օքսիդ թաղանթի ձևավորման պատճառով: Այնուամենայնիվ, այն ակտիվորեն արձագանքում է ոչ մետաղների մեծ մասի հետ, հատկապես երբ տաքացվում է: Մագնեզիումը բռնկվում է հալոգենների առկայությամբ (խոնավության առկայության դեպքում)՝ ձևավորելով համապատասխան հալոգենիդներ և օդում այրվում է կուրացնող վառ բոցով՝ վերածվելով MgO օքսիդի և Mg 3 N 2 նիտրիդի.

2Mg (k) + O 2 (g) = 2MgO (k); DG° = –1128 կՋ/մոլ

3Mg (k) + N 2 (t) = Mg 3 N 2 (k); DG° = –401 կՋ/մոլ

Չնայած ցածր հալման կետին (650°C), օդում հնարավոր չէ հալեցնել մագնեզիումը։

Ջրածնի ազդեցության տակ 200 ատմ ճնշման տակ 150 ° C-ում մագնեզիումը առաջացնում է հիդրիդ MgH 2: Մագնեզիումը չի արձագանքում սառը ջրի հետ, բայց եռացող ջրից տեղահանում է ջրածինը և ձևավորում հիդրօքսիդ Mg(OH) 2:

Mg + 2H 2 O = Mg (OH) 2 + H 2

Ռեակցիայի վերջում ստացված մագնեզիումի հիդրօքսիդի հագեցած լուծույթի pH արժեքը (10.3) համապատասխանում է հավասարակշռությանը.

Վերջին դեպքում, առաջացած ածխածնի օքսիդի և մագնեզիումի գոլորշու խառնուրդը պետք է արագ սառչի իներտ գազով, որպեսզի կանխվի հակադարձ ռեակցիա:

Համաշխարհային մագնեզիումի արտադրությունը մոտենում է տարեկան 400 հազար տոննայի։ Հիմնական արտադրողներն են ԱՄՆ-ը (43%), ԱՊՀ երկրները (26%) և Նորվեգիան (17%)։ Վերջին տարիներին Չինաստանը կտրուկ ավելացնում է մագնեզիումի արտահանումը։ Ռուսաստանում մագնեզիումի խոշորագույն արտադրողներից են Բերեզնիկիում (Պերմի մարզ) տիտան-մագնեզիումի գործարանը և Սոլիկամսկի մագնեզիումի գործարանը: Ասբեստ քաղաքում նույնպես մագնեզիումի արտադրություն է տեղի ունենում։

Մագնեզիումը ամենաթեթև կառուցվածքային նյութն է, որն օգտագործվում է արդյունաբերական մասշտաբով: Նրա խտությունը (1,7 գ սմ–3) պակաս է ալյումինի երկու երրորդից։ Մագնեզիումի համաձուլվածքները կշռում են չորս անգամ պակաս, քան պողպատը: Բացի այդ, մագնեզիումը շատ մշակելի է և կարող է ձուլվել և վերամշակվել մետաղի մշակման ցանկացած ստանդարտ եղանակով (գլորում, դրոշմում, գծում, դարբնացում, եռակցում, զոդում, գամում): Հետևաբար, դրա հիմնական կիրառումը որպես թեթև կառուցվածքային մետաղ է:

Մագնեզիումի համաձուլվածքները սովորաբար պարունակում են ավելի քան 90% մագնեզիում, ինչպես նաև 2–9% ալյումին, 1–3% ցինկ և 0,2–1% մանգան։ Ուժի պահպանումը բարձր ջերմաստիճաններում (մինչև 450°C) նկատելիորեն բարելավվում է հազվագյուտ հողային մետաղների (օրինակ՝ պրազեոդիմում և նեոդիմում) կամ թորիումի հետ համաձուլվածքի դեպքում: Այս համաձուլվածքները կարող են օգտագործվել ավտոմեքենաների շարժիչների պատյանների, ինչպես նաև օդանավերի ֆյուզելաժների և վայրէջքի սարքերի համար: Մագնեզիումը օգտագործվում է ոչ միայն ավիացիայում, այլև աստիճանների, նավամատույցների, բեռների հարթակների, փոխակրիչների և վերելակների, ինչպես նաև լուսանկարչական և օպտիկական սարքավորումների արտադրության մեջ:

Արդյունաբերական ալյումինին ավելացվում է մինչև 5% մագնեզիում` բարելավելու մեխանիկական հատկությունները, եռակցվածությունը և կոռոզիոն դիմադրությունը: Մագնեզիումը օգտագործվում է նաև այլ մետաղների կոռոզիայից կաթոդիկ պաշտպանության համար՝ որպես թթվածնի մաքրող և նվազեցնող միջոց՝ բերիլիումի, տիտանի, ցիրկոնիումի, հաֆնիումի և ուրանի արտադրության մեջ։ Մագնեզիումի փոշու խառնուրդները օքսիդացնող նյութերի հետ պիրոտեխնիկայում օգտագործվում են լուսային և հրկիզող կոմպոզիցիաների պատրաստման համար։

Մագնեզիումի միացություններ.

Մագնեզիումի գերակշռող օքսիդացման վիճակը (+2) որոշվում է նրա էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայից, իոնացման էներգիաներից և ատոմային չափերից: Օքսիդացման վիճակը (+3) անհնար է, քանի որ մագնեզիումի համար երրորդ իոնացման էներգիան 7733 կՋ մոլ-1 է: Այս էներգիան շատ ավելի բարձր է, քան կարող է փոխհատուցվել լրացուցիչ կապերի ձևավորմամբ, նույնիսկ եթե դրանք հիմնականում կովալենտ են: Օքսիդացման (+1) վիճակում մագնեզիումի միացությունների անկայունության պատճառները պակաս ակնհայտ են։ Նման միացությունների առաջացման էթալպիայի գնահատումը ցույց է տալիս, որ դրանք պետք է կայուն լինեն իրենց բաղկացուցիչ տարրերի նկատմամբ: Պատճառը, որ մագնեզիումի (I) միացությունները կայուն չեն, մագնեզիումի (II) միացությունների ձևավորման շատ ավելի բարձր էթալպիան է, որը պետք է հանգեցնի արագ և ամբողջական անհամաչափության.

Mg (k) + Cl 2 (g) = MgCl 2 (k);

Դ Ն° arr = –642 կՋ/(մոլ MgCl 2)

2Mg (k) + Cl 2 (g) = 2MgCl (k);

Դ Ն° arr = –250 կՋ/(2 մոլ MgCl)

2MgCl (k) = Mg (k) + MgCl 2 (k);

Դ Ն° disprop = –392 kJ/(2 mol MgCl)

Եթե ​​կարելի է գտնել սինթետիկ երթուղի, որը դժվարացնում է անհամաչափությունը, կարող են նման միացություններ ձեռք բերել: Որոշ ապացույցներ կան մագնեզիումի էլեկտրոդների վրա էլեկտրոլիզի ժամանակ մագնեզիումի (I) մասնիկների առաջացման վերաբերյալ: Այսպիսով, մագնեզիումի անոդի վրա NaCl-ի էլեկտրոլիզի ժամանակ ջրածին է արտազատվում, իսկ անոդի կորցրած մագնեզիումի քանակը համապատասխանում է +1,3 լիցքին։ Նմանապես, Na 2 SO 4 ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզի ժամանակ արձակված ջրածնի քանակությունը համապատասխանում է մագնեզիումի իոններով ջրի օքսիդացմանը, որի լիցքը համապատասխանում է +1,4։

Մագնեզիումի աղերի մեծ մասը ջրի մեջ շատ լուծելի է: Տարրալուծման գործընթացը ուղեկցվում է աննշան հիդրոլիզով։ Ստացված լուծույթներն ունեն թույլ թթվային միջավայր.

2+ + H 2 O + + H 3 O +

Մագնեզիումի միացությունները բազմաթիվ ոչ մետաղներով, ներառյալ ածխածինը, ազոտը, ֆոսֆորը և ծծումբը, անդառնալիորեն հիդրոլիզվում են ջրի միջոցով:

Մագնեզիումի հիդրիդբաղադրությունը MgH 2-ը ջրածնի կամրջող ատոմներով պոլիմեր է: Նրանում մագնեզիումի կոորդինացիոն թիվը 4 է։ Այս կառուցվածքը հանգեցնում է միացության ջերմային կայունության կտրուկ նվազմանը։ Մագնեզիումի հիդրիդը հեշտությամբ օքսիդանում է մթնոլորտի թթվածնով և ջրով: Այս ռեակցիաները ուղեկցվում են էներգիայի մեծ արտազատմամբ։

Մագնեզիումի նիտրիդ Mg 3 N 2. Ձևավորում է դեղնավուն բյուրեղներ։ Մագնեզիումի նիտրիդի հիդրոլիզը առաջացնում է ամոնիակի հիդրատ.

Mg 3 N 2 + 8H 2 O = 3Mg (OH) 2 + 2NH 3 H 2 O

Եթե ​​մագնեզիումի նիտրիդի հիդրոլիզը կատարվում է ալկալային միջավայրում, ապա ամոնիակի հիդրատ չի առաջանում, այլ արտազատվում է ամոնիակ գազ։ Թթվային միջավայրում հիդրոլիզը հանգեցնում է մագնեզիումի և ամոնիումի կատիոնների ձևավորմանը.

Mg 3 N 2 + 8H 3 O + = 3Mg 2+ + 2NH 4 + + 8H 2 O

Մագնեզիումի օքսիդ MgO-ն կոչվում է այրված մագնեզիա: Ստացվում է մագնեզիտի, դոլոմիտի, հիմնական մագնեզիումի կարբոնատի, մագնեզիումի հիդրօքսիդի, ինչպես նաև բիշոֆիտի MgCl 2 · 6H 2 O կալցինացման միջոցով ջրային գոլորշու մթնոլորտում։

Մագնեզիումի օքսիդի ռեակտիվությունը կախված է այն ջերմաստիճանից, որում այն ​​արտադրվում է։ 500–700°C ջերմաստիճանում պատրաստված մագնեզիումի օքսիդը կոչվում է թեթև մագնեզիա։ Այն հեշտությամբ փոխազդում է նոսր թթուների և ջրի հետ՝ առաջացնելով համապատասխան աղեր կամ մագնեզիումի հիդրօքսիդ, և կլանում է ածխաթթու գազը և օդից խոնավությունը: 1200–1600°C ջերմաստիճանում ստացված մագնեզիումի օքսիդը կոչվում է ծանր մագնեզիա։ Այն բնութագրվում է թթվային դիմադրությամբ և ջրակայունությամբ:

Մագնեզիումի օքսիդը լայնորեն օգտագործվում է որպես ջերմակայուն նյութ։ Այն բնութագրվում է ինչպես բարձր ջերմահաղորդականությամբ, այնպես էլ լավ էլեկտրական մեկուսիչ հատկություններով: Հետեւաբար, այս միացությունը օգտագործվում է մեկուսիչ ռադիատորների համար տեղական ջեռուցման համար:

Մագնեզիայի ավելի թեթև տեսակներն օգտագործվում են մագնեզիական ցեմենտի և դրա հիման վրա շինանյութերի պատրաստման համար, ինչպես նաև որպես վուլկանացնող նյութ կաուչուկի արդյունաբերության մեջ:

Մագնեզիումի հիդրօքսիդ Mg(OH) 2-ը առաջացնում է անգույն բյուրեղներ: Այս միացության լուծելիությունը ցածր է (2·10 –4 մոլ/լ 20°C-ում): Ամոնիումի աղերի ազդեցությամբ այն կարող է վերածվել լուծույթի.

Mg(OH) 2 + 2NH 4 Cl = MgCl 2 + 2NH 3 H 2 O

Մագնեզիումի հիդրօքսիդը ջերմային առումով անկայուն է և տաքացնելիս քայքայվում է.

Mg(OH) 2 = MgO + H 2 O

Արդյունաբերական մասշտաբով մագնեզիումի հիդրօքսիդը արտադրվում է ծովի ջրից և բնական աղաջրերից կրաքարի տեղումներից:

Մագնեզիումի հիդրօքսիդը մեղմ հիմք է, որը ջրային լուծույթի (մագնեզիայի կաթ) տեսքով լայնորեն օգտագործվում է ստամոքսահյութի թթվայնությունը նվազեցնելու համար։ Ավելին, չնայած իր փափկությանը, Mg(OH) 2-ը չեզոքացնում է թթուները 1,37 անգամ ավելի, քան նատրիումի հիդրօքսիդը NaOH և 2,85 անգամ ավելի, քան նատրիումի բիկարբոնատը NaHCO 3:

Այն նաև օգտագործվում է մագնեզիումի օքսիդ արտադրելու, շաքարավազի մաքրման, կաթսայատան գործարաններում ջրի մաքրման և որպես ատամի մածուկների բաղադրիչ:

Մագնեզիումի կարբոնատ MgCO 3-ը ձևավորում է անգույն բյուրեղներ: Այն բնականաբար հանդիպում է անջուր ձևով (մագնեզիտ): Բացի այդ, հայտնի են մագնեզիումի կարբոնատի պենտա-, տրի- և մոնոհիդրատները:

Մագնեզիումի կարբոնատի լուծելիությունը ածխաթթու գազի բացակայության դեպքում կազմում է մոտ 0,5 մգ/լ։ Ածխածնի երկօքսիդի և ջրի ավելցուկի առկայության դեպքում մագնեզիումի կարբոնատը վերածվում է լուծվող բիկարբոնատի, իսկ եռալիս տեղի է ունենում հակառակ պրոցեսը։ Կարբոնատը և բիկարբոնատը փոխազդում են թթուների հետ՝ արտազատելով ածխաթթու գազ և ձևավորում համապատասխան աղեր։ Տաքացնելիս մագնեզիումի կարբոնատը, առանց հալվելու, քայքայվում է.

MgCO 3 = MgO + CO 2

Այս գործընթացը օգտագործվում է մագնեզիումի օքսիդ արտադրելու համար: Բացի այդ, բնական մագնեզիումի կարբոնատը մետաղական մագնեզիումի և դրա միացությունների արտադրության մեկնարկային նյութն է: Այն նաև օգտագործվում է որպես պարարտանյութ և հողի թթվայնությունը նվազեցնելու համար։

Չամրացված մագնեզիումի կարբոնատի փոշին լցվում է հեղուկ թթվածնի պահեստավորման տանկերի կրկնակի պատերի միջև: Այս ջերմամեկուսացումը էժան է և հուսալի:

Մագնեզիումի սուլֆատ MgSO 4-ը հայտնի է անջուր վիճակում, ինչպես նաև տարբեր հիդրատների տեսքով։ Բնության մեջ հանդիպում են կիեզերիտ MgSO 4 ·H 2 O, էպսոմիտ MgSO 4 · 7H 2 O և hexahydrate MgSO 4 · 6H 2 O:

Բժշկության մեջ օգտագործվում է մագնեզիումի սուլֆատ հեպտահիդրատ MgSO 4 · 7H 2 O, որը սովորաբար հայտնի է որպես Epsom կամ դառը աղ: Այս միացությունն ունի լուծողական ազդեցություն։ Ներմկանային կամ ներերակային ներարկումների դեպքում մագնեզիումի սուլֆատը թեթևացնում է ջղաձգական պայմանները և նվազեցնում անոթային սպազմերը:

Մագնեզիումի սուլֆատը օգտագործվում է տեքստիլ և թղթի արդյունաբերության մեջ որպես ներկող նյութ, որպես բամբակի և մետաքսի կշռող նյութ և որպես թղթի լցոնիչ։ Այն ծառայում է որպես հումք մագնեզիումի օքսիդի արտադրության համար։

Մագնեզիումի նիտրատ Mg(NO 3) 2-ը անգույն հիգրոսկոպիկ բյուրեղներ են: Ջրում լուծելիությունը 20°C-ում 73,3 գ է 100 գ-ում Հեքսահիդրատը բյուրեղանում է ջրային լուծույթներից: 90°C-ից բարձր ջերմաստիճանում այն ​​ջրազրկվում է և դառնում մոնոհիդրատ: Այնուհետև ջուրը բաժանվում է մասնակի հիդրոլիզով և քայքայվում մինչև մագնեզիումի օքսիդ։ Այս պրոցեսն օգտագործվում է բարձր մաքրության մագնեզիումի օքսիդի սինթեզում։ Մագնեզիումի նիտրատից ստացվում են այլ մետաղների նիտրատներ, ինչպես նաև մագնեզիումի տարբեր միացություններ։ Բացի այդ, մագնեզիումի նիտրատը բարդ պարարտանյութերի և պիրոտեխնիկական խառնուրդների մի մասն է:

Մագնեզիումի պերքլորատ Mg(ClO 4) 2-ը ձևավորում է շատ հիգրոսկոպիկ անգույն բյուրեղներ: Այն շատ լուծելի է ջրի (99,6 գ 100 գ-ին) և օրգանական լուծիչների մեջ։ Հեքսահիդրատը բյուրեղանում է ջրային լուծույթներից։ Օրգանական լուծիչներում մագնեզիումի պերքլորատի խտացված լուծույթները և վերականգնող նյութի մոլեկուլներով նրա լուծույթները պայթուցիկ են։

Մասամբ հիդրատացված մագնեզիումի պերքլորատը, որը պարունակում է 2–2,5 մոլեկուլ ջուր, արտադրվում է «անհիդրոն» առևտրային անվանումով։ Անջուր մագնեզիումի պերքլորատ ստանալու համար այն չորացնում են վակուումում 200–300 ° C ջերմաստիճանում, օգտագործվում է որպես գազային չորացուցիչ։ Այն կլանում է ոչ միայն ջրի գոլորշին, այլև ամոնիակ, ալկոհոլային գոլորշի, ացետոն և այլ բևեռային նյութեր։

Մագնեզիումի պերքլորատը օգտագործվում է որպես ացիլացման կատալիզատոր Friedel–Crafts ռեակցիայի մեջ, ինչպես նաև որպես օքսիդացնող նյութ միկրովերլուծության մեջ։

Մագնեզիումի ֆտորիդ MgF 2-ը փոքր-ինչ լուծելի է ջրի մեջ (0,013 գ 100 գ-ի դիմաց 25 ° C ջերմաստիճանում): Այն բնականորեն առաջանում է որպես հանքային սելեյտ: Մագնեզիումի ֆտորիդը ստացվում է մագնեզիումի սուլֆատի կամ օքսիդի հիդրոֆտորաթթվի կամ մագնեզիումի քլորիդի հետ կալիումի կամ ամոնիումի ֆտորիդի հետ փոխազդելով։

Մագնեզիումի ֆտորիդը հոսքերի, ակնոցների, կերամիկայի, էմալների, կատալիզատորների, արհեստական ​​միկա և ասբեստի արտադրության խառնուրդների մի մասն է: Բացի այդ, դա օպտիկական և լազերային նյութ է։

Մագնեզիումի քլորիդ MgCl 2-ը արդյունաբերության մեջ մագնեզիումի ամենակարևոր աղերից է: Դրա լուծելիությունը 54,5 գ 100 գ ջրի դիմաց 20 ° C է: Մագնեզիումի քլորիդի խտացված ջրային լուծույթները լուծում են մագնեզիումի օքսիդը: Ստացված լուծույթներից բյուրեղանում է MgCl 2 mMg(OH) 2 nH 2 O։

Մագնեզիումի քլորիդը առաջացնում է բյուրեղային հիդրատներ 1, 2, 4, 6, 8 և 12 ջրի մոլեկուլներով։ Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ բյուրեղացման ջրի մոլեկուլների թիվը նվազում է։

Բնության մեջ մագնեզիումի քլորիդը հանդիպում է բիշոֆիտ MgCl 2 ·6H 2 O, մագնեզիտի քլորիդ MgCl 2 և կարնալիտ միներալների տեսքով։ Այն հանդիպում է ծովի ջրերում, աղի լճերից և որոշ ստորգետնյա աղերում։

Անջուր մագնեզիումի քլորիդն օգտագործվում է մետաղական մագնեզիումի և մագնեզիումի օքսիդի արտադրության մեջ, իսկ հեքսահիդրատը՝ մագնեզիումի ցեմենտներ ստանալու համար։ Մագնեզիումի քլորիդի ջրային լուծույթը օգտագործվում է որպես հովացուցիչ նյութ և հակասառեցուցիչ: Այն ծառայում է որպես սառցազրկող միջոց օդանավակայանների, երկաթուղային գծերի և անջատիչների վրա, ինչպես նաև ածխի և հանքաքարերի սառեցման դեմ: Փայտը ներծծվում է մագնեզիումի քլորիդի լուծույթով՝ այն հրդեհակայուն դարձնելու համար:

Մագնեզիումի բրոմիդ MgBr 2-ը շատ լուծելի է ջրում (101,5 գ 100 գ-ի դիմաց 20°C-ում): Ջրային լուծույթներից այն բյուրեղանում է –42,7-ից մինչև 0,83 ° C դեկահիդրատի, ավելի բարձր ջերմաստիճանների դեպքում՝ հեքսահիդրատի տեսքով: Այն ձևավորում է բազմաթիվ բյուրեղային լուծույթներ, ինչպիսիք են MgB 2 6ROH (R = Me, Et, Pr), MgBr 2 6Me 2 CO, MgBr 2 3Et 2 O, ինչպես նաև ամիններ MgBr 2: n NH 3 ( n = 2–6).

Մագնեզիումի բարդ միացություններ. Ջրային լուծույթներում մագնեզիումի իոնը գոյություն ունի 2+ ջրային համալիրի տեսքով։ Ոչ ջրային լուծիչներում, ինչպիսին է հեղուկ ամոնիակը, մագնեզիումի իոնը կազմում է բարդույթներ լուծիչի մոլեկուլների հետ։ Նման լուծույթներից սովորաբար բյուրեղանում են մագնեզիումի աղերի լուծույթները։ Հայտնի են MX 4 2– տիպի մի քանի հալոգենային համալիրներ, որտեղ X-ը հալոգենային անիոնն է։

Մագնեզիումի բարդ միացություններից առանձնահատուկ նշանակություն ունեն քլորոֆիլները, որոնք մագնեզիումի մոդիֆիկացված պորֆիրինային համալիրներ են։ Նրանք կենսական նշանակություն ունեն կանաչ բույսերի ֆոտոսինթեզի համար:

Օրգանոմագնեզիումի միացություններ. Մագնեզիումի համար ձեռք են բերվել մետաղ-ածխածին կապեր պարունակող բազմաթիվ միացություններ։ Հատկապես շատ հետազոտություններ են հատկացվել Grignard ռեակտիվներին RMgX (X = Cl, Br, I):

Grignard-ի ռեակտիվները մագնեզիումի ամենակարևոր օրգանամետաղային միացություններն են և, հավանաբար, ամենաշատ օգտագործվող օրգանամետաղական ռեակտիվները: Դա պայմանավորված է դրանց արտադրության հեշտությամբ և սինթետիկ բազմակողմանիությամբ: Հաստատվել է, որ լուծույթում այդ միացությունները կարող են պարունակել մի շարք քիմիական մասնիկներ, որոնք գտնվում են շարժական հավասարակշռության մեջ։

Grignard ռեակտիվները սովորաբար պատրաստվում են՝ դանդաղորեն օրգանական հալոգենիդ ավելացնելով մագնեզիումի պտույտների կասեցմանը համապատասխան լուծիչում՝ ուժեղ խառնման և օդի և խոնավության իսպառ բացակայության դեպքում: Սովորաբար ռեակցիան սկսվում է դանդաղ։ Այն կարող է սկսվել յոդի փոքր բյուրեղից, որը ոչնչացնում է մետաղի մակերեսի պաշտպանիչ շերտը։

Grignard ռեակտիվները լայնորեն օգտագործվում են սպիրտների, ալդեհիդների, կետոնների, կարբոքսիլաթթուների, էսթերների և ամիդների սինթեզի համար և, հավանաբար, ամենակարևոր ռեագենտներն են ածխածին-ածխածին կապեր ստեղծելու համար, ինչպես նաև ածխածնի ատոմների և այլ տարրերի (ազոտ, թթվածին, ծծումբ և այլն) .d.):

R2Mg միացությունները սովորաբար քայքայվում են, երբ տաքանում են: Բյուրեղային վիճակում ունեն կամրջող ալկիլ խմբերով գծային պոլիմերների կառուցվածք։ MgMe 2 միացությունը չցնդող պոլիմեր է, կայուն մինչև ~250°C, չլուծվող ածխաջրածիններում և միայն թեթևակի լուծելի էթերում: MgEt 2 միացությունը և ավելի բարձր հոմոլոգները շատ նման են MgMe 2-ին, բայց դրանք քայքայվում են ավելի ցածր ջերմաստիճանում (175–200 ° C)՝ առաջացնելով համապատասխան ալկեն և MgH 2՝ դրանց առաջացման հակառակ ռեակցիայի մեջ։ MgPh 2-ը նույնպես նման է նրանց. այն անլուծելի է բենզոլում, լուծվում է եթերի մեջ՝ առաջացնելով MgPh 2 · 2Et 2 O մոնոմերային կոմպլեքս և քայքայվում է 280 ° C ջերմաստիճանում՝ առաջացնելով Ph 2 և մետաղական մագնեզիում:

Մագնեզիումի կենսաբանական դերը.

Կանաչ բույսերի տերևները պարունակում են քլորոֆիլներ, որոնք մագնեզիում պարունակող պորֆիրինային կոմպլեքսներ են, որոնք մասնակցում են ֆոտոսինթեզին:

Մագնեզիումը նույնպես սերտորեն ներգրավված է կենդանիների օրգանիզմների կենսաքիմիական գործընթացներում: Մագնեզիումի իոններն անհրաժեշտ են ֆոսֆատների փոխակերպման համար պատասխանատու ֆերմենտների գործարկման, նյարդային ազդակների փոխանցման և ածխաջրերի նյութափոխանակության համար: Նրանք նաև մասնակցում են մկանների կծկմանը, որը սկիզբ է առնում կալցիումի իոններով։

Մի քանի տարի առաջ ԱՄՆ-ի Մինեսոտայի համալսարանի գիտնականները պարզել են, որ ձվի կճեպն ավելի ամուր է, որքան շատ մագնեզիում է պարունակում:

65 կգ կշռող չափահաս մարդու մարմինը պարունակում է մոտ 20 գ մագնեզիում (հիմնականում իոնների տեսքով)։ Դրա մեծ մասը կենտրոնացած է ոսկորների մեջ։ Ներբջջային հեղուկում առկա են մագնեզիումի կոմպլեքսներ ATP-ով և ADP-ով:

Այս տարրի ամենօրյա պահանջը կազմում է 0,35 գ Միապաղաղ դիետայի, կանաչ բանջարեղենի և մրգերի պակասի, ինչպես նաև ալկոհոլիզմի դեպքում մագնեզիումի պակասը հաճախ առաջանում է: Մագնեզիումով հատկապես հարուստ են ծիրանը, դեղձը և ծաղկակաղամբը։ Այն նաև հանդիպում է սովորական կաղամբի, կարտոֆիլի և լոլիկի մեջ։

Վիճակագրությունը ցույց է տալիս, որ ավելի տաք կլիմա ունեցող տարածքների բնակիչները ավելի հազվադեպ են զգում արյան անոթների սպազմ, քան հյուսիսայինները: Ենթադրվում է, որ դրա պատճառը ցուրտ շրջաններում սննդային սովորություններն են։ Նրանք ավելի քիչ մրգեր և բանջարեղեն են ուտում, ինչը նշանակում է, որ նրանք ավելի քիչ մագնեզիում են ստանում:

Ֆրանսիացի կենսաբանների հետազոտությունները ցույց են տվել, որ հոգնած մարդկանց արյունն ավելի քիչ մագնեզիում է պարունակում, քան հանգստացած մարդկանց արյունը։ Ենթադրվում է, որ մագնեզիումով հարուստ սննդակարգը բժիշկներին պետք է օգնի այնպիսի լուրջ հիվանդության դեմ պայքարում, ինչպիսին գերաշխատանքն է։

Ելենա Սավինկինա

Մագնեզիումը երկրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարր է, երրորդ շրջան՝ 12 ատոմային համարով։

Ատոմային կառուցվածքը:

1) Էլեկտրոնային ամպի կոնֆիգուրացիա 1s 2 | 2s 2 2p 6 3s 2

2) Ատոմային շառավիղ 145 10 -12 (մետր)

3) Ատոմային զանգված 24.305 (գ/մոլ)

Ֆիզիկական հատկություններ:

1) մետաղը արծաթագույն-սպիտակ գույնի է, ունի մետաղական փայլ

2) ճկուն և ճկուն մետաղ՝ հեշտությամբ սեղմվող, գլորված և կտրման ենթակա։

3) ջերմահաղորդություն 20°C-ում - 156 Վտ/(մ*Կ)

4) փափուկ (մագնեզիումի կարծրություն 2 Մոհսի սանդղակի վրա)

5) եռման կետ եռում = 1103°C

6) մետաղի հալման ջերմաստիճան tmelt = 651°C

7) մագնեզիումի խտությունը 20°C-ում՝ 1,737 գ/սմ

8) գունավոր մետաղ

9) փոխանցում է էլեկտրական հոսանք (հաղորդիչների էլեկտրական դիմադրողականությունը (20°C-ում) - 4.400 10 -8 (Օմաչափ)

10) մագնիսական հատկություններով պարամագնիսական

Բաշխումը բնության մեջ

Մագնեզիումը երկրակեղևի ամենատարածված տարրերից մեկն է: Մագնեզիումի հումքի առաջացման հիմնական տեսակներն են.

ծովի ջուր - (Mg 0.12-0.13%),

կարնալիտ - MgCl 2 * KCl * 6H 2 O (Mg 8.7%),

բիշոֆիտ - MgCl 2 * 6H 2 O (Mg 11.9%),

կիեզերիտ - MgSO 4 * H 2 O (Mg 17.6%),

էպսոմիտ - MgSO 4 * 7H 2 O (Mg 16.3%),

kainite - KCl * MgSO 4 * 3H 2 O (Mg 9.8%),

մագնեզիտ - MgCO 3 (Mg 28.7%),

դոլոմիտ - CaCO 3 * MgCO 3 (Mg 13.1%),

բրուցիտ - Mg(OH) 2 (Mg 41.6%):

Մագնեզիումը գտնվում է բյուրեղային ապարներում՝ չլուծվող կարբոնատների կամ սուլֆատների, ինչպես նաև (ավելի քիչ մատչելի ձևով) սիլիկատների տեսքով։ Դրա ընդհանուր պարունակության գնահատումը զգալիորեն կախված է օգտագործված երկրաքիմիական մոդելից, մասնավորապես, հրաբխային և նստվածքային ապարների քաշային հարաբերակցություններից: Ներկայումս օգտագործվում են 2-ից 13,3% արժեքներ: Թերևս ամենախելամիտ արժեքը 2,76%-ն է, որը մագնեզիումի առատությամբ վեցերորդն է կալցիումից (4,66%) և առաջ նատրիումից (2,27%) և կալիումից (1,84%):

Մեծ հողատարածքներ, ինչպիսիք են Դոլոմիտները Իտալիայում, հիմնականում կազմված են հանքային դոլոմիտից: Այնտեղ հանդիպում են նաև նստվածքային միներալներ՝ մագնեզիտ, էպսոմիտ, կարնալիտ, լանգբեինիտ։

Դոլոմիտի հանքավայրեր կան բազմաթիվ այլ տարածքներում, այդ թվում՝ Մոսկվայի և Լենինգրադի մարզերում։ Մագնեզիտի հարուստ հանքավայրեր են հայտնաբերվել Միջին Ուրալում և Օրենբուրգի շրջանում։ Սոլիկամսկի տարածքում մշակվում է կարնալիտի ամենամեծ հանքավայրը։ Մագնեզիումի սիլիկատները ներկայացված են բազալտի հանքանյութով օլիվինով, օճառաքարով (տալկ), ասբեստով (քրիզոտիլ) և միկա: Spinel-ը թանկարժեք քար է։

Մեծ քանակությամբ մագնեզիում կա ծովերի և օվկիանոսների ջրերում և բնական աղաջրերում։ Որոշ երկրներում դրանք մագնեզիումի արտադրության հումք են։ Ծովի ջրում մետաղական տարրերի պարունակությամբ այն զիջում է միայն նատրիումին։ Ծովի ջրի յուրաքանչյուր խորանարդ մետրը պարունակում է մոտ 4 կգ մագնեզիում։ Մագնեզիում կա նաև քաղցրահամ ջրի մեջ, որը կալցիումի հետ միասին որոշում է դրա կարծրությունը։

Մագնեզիումը միշտ հանդիպում է բույսերում, քանի որ այն քլորոֆիլների մի մասն է։

Քիմիական հատկություններ.

1) մագնեզիումի ատոմի արտաքին էլեկտրոնների կոնֆիգուրացիան 3s 2

2) բոլոր կայուն միացություններում մագնեզիումը երկվալենտ է

3) ակտիվ մետաղ

4) ատոմային շառավիղ 145 * 10 -12 (մետր)

5) վեցանկյուն բյուրեղյա վանդակ

6) մետաղական բյուրեղյա վանդակ

7) մետաղական քիմիական կապ

Մագնեզիումի ամենակարևոր միացությունները և դրանց կիրառությունները.

Մագնեզիումի հիդրիդ MgH 2 . Պինդ սպիտակ չցնդող նյութ։ Մի փոքր լուծելի է ջրի մեջ: Քայքայում է ջուրը և սպիրտները։ Տաքանալիս քայքայվում է տարրերի: Այն առաջանում է, երբ տաքացնելիս մագնեզիումը փոխազդում է ջրածնի հետ։ Այն ամենատարողունակ ջրածնային մարտկոցներից է, որն օգտագործվում է դրա պահպանման համար։

Մագնեզիումի օքսիդ (սպիտակ մագնեզիա, այրված մագնեզիա) MgO. Բնության մեջ հանդիպում է գորշ-կանաչ թափանցիկ ութանիստ բյուրեղների տեսքով։ Մի փոքր լուծելի է ջրի մեջ, լուծելի է ալկոհոլի և նոսր թթուների մեջ: Այն կարելի է ձեռք բերել մագնեզիումը թթվածնի մեջ այրելով կամ մագնեզիումի հիդրօքսիդի կամ կարբոնատի կալցինացման միջոցով։

Օգտագործվում է լաբորատոր արտադրանքի (կարասներ, նավակներ, բագետներ, այրման խողովակներ), հրակայուն աղյուսների, մագնեզիումի ցեմենտի արտադրության համար։

Մագնեզիումի հիդրօքսիդ Mg(OH) 2 . Այն բնականորեն առաջանում է որպես սպիտակ մանրաթելային նյութ, որը կոչվում է բրուցիտ: Անգույն եռանկյուն բյուրեղներ՝ շերտավոր վանդակով։ Թույլ հիմք. Լուծվում է նոսր թթուների և ամոնիումի աղերի մեջ։ Մի փոքր լուծելի է ջրի մեջ: Ջրազրկվում է տաքացնելիս: Արդյունաբերության մեջ այն արդյունահանվում է ծովի ջրից՝ տեղումների միջոցով կրաքարի կամ դոլոմիտային կաթով։ Կարող է ստացվել մագնեզիումի աղերի վրա ալկալիական մետաղների հիդրօքսիդների ազդեցությամբ։

Օգտագործվում է որպես սննդային հավելում, ծծմբի երկօքսիդը կապելու համար, որպես կեղտաջրերի մաքրման համար ֆլոկուլանտ, ջերմապլաստիկ պոլիմերներում (պոլիոլեֆիններ, PVC), որպես հավելում լվացող միջոցների, մագնեզիումի օքսիդի արտադրության համար, շաքարավազի զտման համար, որպես բաղադրիչ ատամի մածուկներից. Բժշկության մեջ այն օգտագործվում է որպես ստամոքսի թթուն չեզոքացնող դեղամիջոց, ինչպես նաև որպես շատ ուժեղ լուծողական միջոց։ Եվրոպական միությունում մագնեզիումի հիդրօքսիդը գրանցված է որպես սննդային հավելում E528:

Մագնեզիումի ֆտորիդ MgF 2 . Անգույն դիամագնիսական քառանիստ բյուրեղներ: Մի փոքր լուծելի է ջրի և ացետոնի մեջ, լուծելի է ալկալային մետաղների ֆտորիդների և սուլֆատների լուծույթներում: Այն կարելի է ստանալ ֆտորային մթնոլորտում մագնեզիումի այրման կամ մագնեզիումի օքսիդի հիդրոֆտորաթթվի մշակման միջոցով։

Օգտագործվում է մետաղները կոռոզիայից պաշտպանելու և ցրտահարված ապակի և կերամիկա պատրաստելու համար։

Մագնեզիումի քլորիդ MgCl 2 . Անգույն վեցանկյուն բյուրեղներ՝ շերտավոր կառուցվածքով, շատ հիգրոսկոպիկ։ Շատ լուծելի է ջրում, սպիրտում, պիրիդինում, մի փոքր լուծվում է ացետոնում։ Այն կարելի է ստանալ քլորի մեջ մագնեզիումն այրելով՝ աղաթթվով ազդելով մետաղական մագնեզիումի վրա։

Օգտագործվում է մետաղական մագնեզիումի էլեկտրոլիտիկ արտադրության, գործվածքների և փայտի ներծծման, մագնեզիումային ցեմենտների արտադրության համար, ինչպես նաև բժշկության մեջ։

Մագնեզիումի բրոմիդ MgBr 2 . Անգույն վեցանկյուն դիամագնիսական բյուրեղներ: Լուծվում է ջրի, ալկոհոլի մեջ։ Հեշտությամբ ավելացնում է ամոնիակ, պիրիդին և էթիլենդիամին: Ստացվում է տաքացնելիս մագնեզիումի և բրոմի փոխազդեցությամբ։

Օգտագործվում է տարրական բրոմի, արծաթի բրոմիդի և ջրի մեջ մի փոքր լուծվող այլ բրոմիդների ստացման համար։

Մագնեզիումի յոդիդ MgI 2 . Անգույն բյուրեղներ, շատ հիգրոսկոպիկ: Հեշտությամբ լուծվում է ջրի, ալկոհոլի, եթերի մեջ: Այն ստացվում է մագնեզիումի և յոդի անմիջական ռեակցիայի կամ մագնեզիումի քլորիդի և ամոնիումի յոդիդի ռեակցիայի արդյունքում։

Օգտագործվում է որոշ հոմեոպաթիկ պատրաստուկների մեջ։

Մագնեզիումի սուլֆիդ MgS.Անգույն խորանարդ բյուրեղներ: Մի փոքր լուծելի է ջրի մեջ: Արձագանքում է հալոգենների հետ։ Քայքայվում է նոսր թթուներով՝ առաջացնելով աղեր և արտազատել ջրածնի սուլֆիդ։ Այն ստացվում է մագնեզիումը ծծմբի կամ ջրածնի սուլֆիդի հետ փոխազդելու միջոցով։

Մագնեզիումի սուլֆատ MgSO 4 . Անգույն rhombohedral diamagnetic բյուրեղներ. Լուծվում է ջրի, ալկոհոլի և եթերի մեջ։ Կարելի է ձեռք բերել լաբորատորիայում՝ մագնեզիումի օքսիդը կամ կարբոնատը ծծմբաթթվի հետ փոխազդելով։ Արդյունաբերության մեջ այն ստանում են ծովի ջրից կամ բնական հանքանյութերից՝ կարնալիտից և կիեզերիտից։

Օգտագործվում է գործվածքների հարդարման, հրակայուն գործվածքների և թղթի արտադրության, կաշի դաբաղելու և ներկման արդյունաբերության մեջ որպես մուրանտ։

Մագնեզիումի նիտրատ Mg (NO 3 ) 2 . Անգույն բյուրեղներ. Լուծվում է ջրի, ալկոհոլի և խտացված ազոտական ​​թթվի մեջ։ Արդյունաբերական առումով այն ստացվում է բնական միներալից՝ նիտրոմագնեզիտից։ Պատրաստվում է լաբորատորիայում՝ մագնեզիումը, մագնեզիումի օքսիդը կամ մագնեզիումի հիդրօքսիդը նոսր ազոտաթթվի հետ փոխազդելու միջոցով։