Μαγνήσιο (Mg), χημικό στοιχείο, ένα από τα μέταλλα αλκαλικών γαιών της ομάδας 2 (IIa) του περιοδικού πίνακα και το ελαφρύτερο δομικό μέταλλο. Οι ενώσεις του χρησιμοποιούνται ευρέως στην κατασκευή και στην ιατρική και το μαγνήσιο είναι ένα από τα στοιχεία απαραίτητα για όλη την κυτταρική ζωή.
μέταλλο αλκαλικής γαίας
είναι βηρύλλιο (Be), μαγνήσιο (Mg), ασβέστιο (Ca), στρόντιο (Sr), βάριο (Ba) και ράδιο (Ra).
Ιδιότητες στοιχείου
| ατομικός αριθμός | 12 |
|---|---|
| ατομικό βάρος | 24.305 |
| σημείο τήξης | 650 ° C (1.202 ° F) |
| σημείο βρασμού | 1.090 ° C (1.994 ° F) |
| ειδικό βάρος | 1,74 στους 20 ° C (68 ° F) |
| κατάσταση οξείδωσης | +2 |
| διαμόρφωση ηλεκτρονίων | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 |
Εμφάνιση, ιδιότητες και χρήσεις
Γνωστό αρχικά μέσω ενώσεων όπως τα άλατα Epsom (το θειικό άλας), η μαγνησία ή η μαγνησία άλβα (το οξείδιο) και ο μαγνησίτης (το ανθρακικό άλας), το ίδιο το ασημί λευκό στοιχείο δεν εμφανίζεται ελεύθερο στη φύση. Απομονώθηκε για πρώτη φορά το 1808 από τον Sir Humphry Davy, ο οποίος εξατμίζει τον υδράργυρο από ένα αμάλγαμα μαγνησίου που παρασκευάζεται με ηλεκτρολύση ενός μείγματος υγρής μαγνησίας και οξειδίου του υδραργύρου. Το όνομα μαγνήσιο προέρχεται από τη Μαγνησία, μια περιοχή της Θεσσαλίας (Ελλάδα) όπου βρέθηκε για πρώτη φορά το ορυκτό μαγνησία alba.
Το μαγνήσιο είναι το όγδοο πιο άφθονο στοιχείο στον φλοιό της Γης (περίπου 2,5 τοις εκατό) και είναι, μετά το αλουμίνιο και το σίδηρο, το τρίτο άφθονο δομικό μέταλλο. Η κοσμική του αφθονία εκτιμάται ως 9,1 × 10 5 άτομα (σε κλίμακα όπου η αφθονία του πυριτίου = 10 6 άτομα). Εμφανίζεται ως ανθρακικά-μαγνησίτης, MgCO 3, και δολομίτη, CaMg (CO 3) 2 -και σε πολλές πυριτικά κοινά, συμπεριλαμβανομένων των τάλκης, ολιβίνη, και τα περισσότερα είδη του αμιάντου. Επίσης βρίσκεται ως υδροξείδιο (brucite), χλωριούχο (καρναλλιτικού, KMgCl 3 ∙ 6Η 2 O), και θειική (κιζερίτης). Διανέμεται σε ορυκτά όπως σερπεντίνη, χρυσόλιθος και μεerschaum. Το θαλασσινό νερό περιέχει περίπου 0,13 τοις εκατό μαγνήσιο, κυρίως ως το διαλυμένο χλωρίδιο, το οποίο προσδίδει τη χαρακτηριστική του πικρή γεύση.
Το μαγνήσιο παράγεται εμπορικά από την ηλεκτρόλυση του λειωμένου χλωριούχου μαγνησίου (MgCl 2), υποβάλλονται σε επεξεργασία κυρίως από το θαλασσινό νερό και με την άμεση αναγωγή των ενώσεων του με κατάλληλα αναγωγικά μέσα-π.χ., από την αντίδραση του οξειδίου του μαγνησίου ή πυρωμένο δολομίτη με σιδηροπυριτίου (η διαδικασία Pidgeon). (Βλ. Επεξεργασία μαγνησίου.)
Κάποια στιγμή, το μαγνήσιο χρησιμοποιήθηκε για φωτογραφική κορδέλα και σκόνη φλας, επειδή σε λεπτά διαιρεμένη μορφή καίγεται στον αέρα με έντονο λευκό φως. βρίσκει ακόμη εφαρμογή σε εκρηκτικές και πυροτεχνικές συσκευές. Λόγω της χαμηλής του πυκνότητας (μόνο τα δύο τρίτα του αλουμινίου), έχει βρει εκτεταμένη χρήση στην αεροδιαστημική βιομηχανία. Ωστόσο, επειδή το καθαρό μέταλλο έχει χαμηλή δομική αντοχή, το μαγνήσιο χρησιμοποιείται κυρίως με τη μορφή κραμάτων - κυρίως με 10 τοις εκατό ή λιγότερο αλουμινίου, ψευδαργύρου και μαγγανίου - για να βελτιώσει τη σκληρότητα, την αντοχή σε εφελκυσμό και την ικανότητα χύτευσης, συγκόλλησης, και κατεργασμένο. Χρησιμοποιούνται όλες οι τεχνικές χύτευσης, έλασης, εξώθησης και σφυρηλάτησης με τα κράματα και περαιτέρω κατασκευή του φύλλου, της πλάκας ή της εξώθησης που προκύπτει πραγματοποιείται με κανονικές εργασίες σχηματισμού, σύνδεσης και κατεργασίας. Το μαγνήσιο είναι το πιο εύκολο δομικό μέταλλο στη μηχανή και έχει χρησιμοποιηθεί συχνά όταν απαιτείται μεγάλος αριθμός εργασιών κατεργασίας. Τα κράματα μαγνησίου έχουν πολλές εφαρμογές: χρησιμοποιούνται για μέρη αεροσκαφών, διαστημικών σκαφών, μηχανημάτων, αυτοκινήτων, φορητών εργαλείων και οικιακών συσκευών.
Η θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα του μαγνησίου και το σημείο τήξης του είναι πολύ παρόμοια με αυτά του αλουμινίου. Ενώ το αλουμίνιο προσβάλλεται από αλκάλια αλλά είναι ανθεκτικό στα περισσότερα οξέα, το μαγνήσιο είναι ανθεκτικό στα περισσότερα αλκάλια αλλά προσβάλλεται εύκολα από τα περισσότερα οξέα για την απελευθέρωση του υδρογόνου (τα χρωμικά και τα υδροφθορικά οξέα είναι σημαντικές εξαιρέσεις). Σε κανονικές θερμοκρασίες είναι σταθερό στον αέρα και το νερό λόγω του σχηματισμού λεπτού προστατευτικού δέρματος οξειδίου, αλλά προσβάλλεται από ατμό. Το μαγνήσιο είναι ένας ισχυρός αναγωγικός παράγοντας και χρησιμοποιείται για την παραγωγή άλλων μετάλλων από τις ενώσεις τους (π.χ. τιτάνιο, ζιρκόνιο και άφνιο). Αντιδρά άμεσα με πολλά στοιχεία.
Το μαγνήσιο εμφανίζεται στη φύση ως μείγμα τριών ισοτόπων: μαγνήσιο-24 (79,0 τοις εκατό), μαγνήσιο-26 (11,0 τοις εκατό) και μαγνήσιο-25 (10,0 τοις εκατό). Έχουν προετοιμαστεί δεκαεννέα ραδιενεργά ισότοπα. Το μαγνήσιο-28 έχει τη μεγαλύτερη ημιζωή, στις 20,9 ώρες και είναι ένας εκπομπός beta. Αν και το μαγνήσιο-26 δεν είναι ραδιενεργό, είναι το θυγατρικό νουκλίδιο του αλουμινίου-26, το οποίο έχει χρόνο ημιζωής 7,2 × 10 5 χρόνια. Έχουν βρεθεί αυξημένα επίπεδα μαγνησίου-26 σε ορισμένους μετεωρίτες και η αναλογία μαγνησίου-26 προς μαγνησίου-24 έχει χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της ηλικίας τους.
Οι κορυφαίοι παραγωγοί μαγνησίου μέχρι τη δεύτερη δεκαετία του 21ου αιώνα περιελάμβαναν την Κίνα, τη Ρωσία, την Τουρκία και την Αυστρία.
