Об элементе
Ма́гний — элемент второй группы (по старой классификации — 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 — лёгкий, ковкий металл серебристо-белого цвета.
В 1695 году из минеральной воды Эпсомского источника в Англии выделили соль, обладавшую горьким вкусом и слабительным действием. Аптекари назвали её «горькой солью», а также «английской» или «эпсомской солью». Минерал эпсомит представляет собой кристаллогидрат сульфата магния и имеет химическую формулу 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 выделил из белой магнезии восстановлением углём неизвестный металл, названный им австрием. Позже было установлено, что «австрий» представляет собой магний крайне низкой степени чистоты, поскольку исходное вещество было сильно загрязнено железом.
В 1808 г. английский химик Гемфри Дэви с помощью электролиза увлажнённой смеси магнезии и оксида ртути получил амальгаму неизвестного металла, которому дал название «магнезиум», сохранившееся до сих пор во многих странах. В России с 1831 года принято название «магний». В 1829 г. французский химик А. Бюсси получил магний, восстанавливая его расплавленный хлорид металлическим калием. В 1830 г. М. Фарадей получил магний электролизом расплавленного хлорида магния.
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 довольно 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. Скорость воспламенения магния намного выше скорости одёргивания руки, поэтому при поджоге магния человек не успевает одёрнуть руку и получает ожог. На горящий магний желательно смотреть только через темные очки или стекло, так как в противном случае есть риск получить световой ожог сетчатки и на время ослепнуть.
Плотность магния при 20 °C — 1,738 г/см³, температура плавления 650 °C, температура кипения 1090 °C, теплопроводность при 20 °C — 156 Вт/(м·К).
Магний высокой чистоты пластичен, хорошо прессуется, прокатывается и поддаётся обработке резанием.
Химические свойства
При нагревании на воздухе магний сгорает с образованием оксида и небольшого количества нитрида. При этом выделяется большое количество теплоты и света.
Магний хорошо горит даже в углекислом газе.
Раскаленный магний энергично реагирует с водой, вследствие чего горящий магний нельзя тушить водой.
Щелочи на магний не действуют, в кислотах он растворяется с бурным выделением водорода.
Смесь порошка магния со взрывом реагирует с сильными окислителями, например с сухим перманганатом калия.
Применение
Металлический магний применяется для восстановления титана до металла из тетрахлорида титана.
Используется для получения лёгких и сверхлёгких литейных сплавов (самолётостроение, производство автомобилей), а также в пиротехнике и военном деле для изготовления осветительных и зажигательных ракет. Со второй половины ХХ века магний в чистом виде и в составе сплава кремния с железом – ферросиликомагния, стал широко применяться в чугунолитейном производстве благодаря открытию его свойства влиять на форму графита в чугуне, что позволило создать новые уникальные конструкционные материалы для машиностроения – высокопрочный чугун (чугун с шаровидным графитом – ЧШГ и чугун с вермикулярной формой графита -ЧВГ), сочетающие в себе свойства чугуна и стали.
Сплавы на основе магния является важным конструкционным материалом в авиационной и автомобильной промышленности благодаря их лёгкости и прочности.
Магний в виде чистого металла, а также его химические соединения (бромид, перхлорат) применяются для производства энергоёмких 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 высокой ЭДС.
Гидрид магния — один из наиболее ёмких аккумуляторов водорода, применяемых для его компактного хранения и получения.
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 применением магния.
Фторид магния MgF2 — в виде синтетических монокристаллов применяется в оптике (линзы, призмы).
Бромид магния MgBr2 — в качестве электролита для химических резервных источников тока.
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.
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 применяются в медицине в кардиологии, неврологии и гастроэнтерологии (аспаркам, сульфат магния, цитрат магния). В то же время, использование солей магния в кардиологии при нормальном уровне ионов магния в крови является недостаточно обоснованным.
Наиболее интересным природным ресурсом магния является минерал бишофит. Оказалось, что магниевые эффекты бишофита в первую очередь проявляются при транскутанном (через кожу) 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.
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).
Магниево-серные батареи являются одними из самых перспективных, теоретически превосходя ёмкость ионно-литиевых, однако пока эта технология находится на стадии лабораторных исследований в силу непреодолённости некоторых технических препятствий.
Стихи про магний
Магний – есть на то и магний,
Чтобы быть в земле родной.
Он металл, он очень плавкий.
Белый цвет, не золотой.
Он везде играет место.
Человек, трава и тварь.
Хлорофилл – его покой.
Сердцу даже снимет боль.
Щелочей не образует.
С щелочью реакций нет.
Но с кистой образует
Соль и водород, как нет?
Он горит так эффективно,
Что ослепнуть просто можно.
Загорится он так ярко,
Свет тушите, господа!
Для фотографа он важен.
Для врача, а что же нет?
Да и сотня душ, да в плен
В нем найдет спасения свет.
Минералов очень много:
Кизерит, доломит, брусит.
Магнезит, эпсомит, карналлит.
И в воде из моря много.
Напоследок, ради факта,
Я скажу тебе секрет:
Не носи с собой брони ты,
Лучше магний да вода!
*****
Я – магний, легкий, серебристый.
Сгораю даже очень быстро,
Сверкая вспышкою огня.
(Фотограф раньше знал меня).
Люблю я серу, хлор, азот.
Люблю я также водород.
Других оксидов не боюсь,
К воде – спокойней отношусь.
Белок сшиваю я в клубок,
Работать мозгу я помог,
Чтоб лист зеленый не был хилым –
Вхожу в состав я хлорофилла.
*****
Мамы, папы, ребятишки,
Вспомните про фотовспышки,
От которых вы мигали.
Вспышке много лет, ребята.
Знайте, Магний поджигали
Все фотографы когда-то.
Загораясь в Кислороде,
Магний вспыхивает ярко,
Снопы света производит.
Если фейерверки в парках,
Или праздничный салют,
Значит, Магний тут как тут!
Сей металл – вполне активный,
Яркий, легкий и спортивный!
*****
В природе магний – горы доломита
Нагромождает в горные хребты.
В асбесте, тальке он, и в магнезите,
В голубизне морских глубин.
Он символом земной жизни
На голубой планете стал,
Ведь магний это фотосинтез
И жизнь зеленого листа.
Без магния нет хлорофилла
И жизни как таковой
Он чудодейственная сила
В нем жизни всей круговорот
Химически он энергичен,
И химикам помог не раз
Внеси его хоть в пламя спички
Он вспыхнет и сгорит тотчас.
Сплав с алюминием легчайший
Дает он марки «Электрон»,
В когорту сплавов им крылатых
Как равноценный входит он.
А ты в аптеку загляни-ка
И убедиться сам изволь!
Там магний тоже знаменитость
Ведь он – слабительная соль!
*****
В таблицу снова загляните,
Соседа натрия найдите.
Про магний скажете в момент:
“Он двухвалентный элемент”.
Сравните с щелочным металлом.
Различны эти вещества:
Слабее металличность стала,
Зато валентность возросла.
Свободный магний не ищите,
Металла не найти в горе,
Содержится он в магнезите (MgCO3),
А магнезит – в земной коре.
Возьмите магний в виде ленты.
Он серебрится и блестит.
А подожжете, так мгновенно
Он ярко вспыхнет и сгорит.
*****
С «т» на конце он непременно
Железо поднимает вверх.
Придёт «и краткое» на смену,
И он устроит фейерверк.
(Магний)
*****
Он – угрожает нам бедой,
Подбросит огненные очи;
И – запророчит к полуночи,
Тряхнув священной бородой…
Так в ночи вспыхивает магний,
Бьёт электрический магнит;
И над поклонниками Агни,
Взлетев, из джунглей заогнит…
Андрей Белый
