магний что это такое в химии

Магний: способы получения и химические свойства

Магний Mg — это щелочной металл. Серебристо-белый, относительно мягкий, пластичный, ковкий металл. На воздухе покрыт оксидной пленкой. Сильный восстановитель.

Относительная молекулярная масса M_r = 24,305; относительная плотность для твердого и жидкого состояния d = 1,737; t_пл = 648º C; t_кип = 1095º C.

Способ получения

1. В результате электролиза расплава хлорида магния образуются магний и хлор :

2. Нитрид магния разлагается при 700 — 1500º С образуя магний и азот:

3. Оксид магния легко восстанавливается углеродом при температуре выше 2000º С, образуя магний и угарный газ:

MgO + C = Mg + CO

4. Оксид магния также легко восстанавливается кальцием при 1300º С с образованием магния и оксида кальция:

MgO + Ca = CaO + Mg

Качественная реакция

Качественной реакцией для магния является взаимодействие соли магния с любой сильной щелочью, в результате которой происходит выпадение студенистого осадка:

1. Хлорид магния взаимодействует с гидроксидом калия и образует гидроксид магния и хлорид калия:

MgCl₂ + 2KOH = Mg(OH)₂ + 2KCI

Химические свойства

1.1. Магний взаимодействует с азотом при 780 — 800º С образуя нитрид магния:

1.2. Магний сгорает в кислороде (воздухе) при 600 — 650º С с образованием оксида магния:

2Mg + O₂ = 2MgO

1.4. С водородом магний реагирует при температуре 175º C, избыточном давлении и в присутствии катализатора MgI₂ с образованием гидрида магния:

2. Магний активно взаимодействует со сложными веществами:

2.2. Магний взаимодействует с кислотами:

2.2.1. Магний реагирует с разбавленной соляной кислотой, при этом образуются хлорид магния и водород :

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂ ↑

2.2.2. Реагируя с разбавленной азотной кислотой магний образует нитрат магния, оксид азота (I) и воду:

2.2.3. В результате реакции сероводородной кислоты и магния при 500º С образуется сульфид магния и водород:

Mg + H₂S = MgS + H₂

2.3. Магний вступает в реакцию с газом аммиаком при 600 — 850º С. В результате данной реакции образуется нитрид магния и водород:

2.4. Магний может вступать в реакцию с оксидами :

2.4.1. В результате взаимодействия магния и оксида азота (IV) при температуре 150º С в вакууме, в этилацетилене образуется нитрат магния и оксид азота (II):

2.4.2. Магний взаимодействует с оксидом кремния при температуре ниже 800º С в атмосфере водорода образуя силицид магния и оксид магния:

4Mg + SiO₂ = Mg₂Si + MgO,

а если температуру поднять до 1000º С, то в результате реакции образуется кремний и оксид магния:

2Mg + SiO₂ = Si + 2MgO

Источник

Магний (Mg, Magnesium)

История магния

Магний в виде металла был впервые получен Гемфри Дэви в 1808 году. Английский химик проводил процесс электролиза между влажной смесью белой магнезии и оксидом ртути, в результате чего получил сплав ртути с неизвестным металлом (амальгаму). После выгонки ртути Дэви получил новое вещество – порошок металла, который был назван магнием (calorizator). Через два десятилетия, в 1828 году француз А.Бюсси получил чистый металлический магний.

Общая характеристика магния

Магний является элементом главной подгруппы II группы III периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 12 и атомную массу 24,305. Принятое обозначение – Mg (от латинского Magnesium).

Нахождение в природе

По количеству содержания в земной коре магний занимает 8-е место среди минеральных веществ, он очень распространён. Природными источниками магния являются морская вода, ископаемые минеральные отложения и рассолы.

Физические и химические свойства

Магний является лёгким и ковким металлом, его цвет – серебристо-белый с явным металлическим блеском. В обычном состоянии покрыт плёнкой оксида магния, которую можно разрушить, нагрев металл до 600-650˚С. Магний сгорает, выделяя ослепительно белое пламя и образуя оксид и нитрид магния.

Суточная потребность в магнии

Суточная потребность в магнии зависит от возраста, пола и физического состояния человека. Для здорового взрослого человека составляет от 400 до 500 мг.

Продукты питания богатые магнием

В продуктах питания содержится различное количество магния, расположим их по мере убывания содержания полезного микроэлемента:

Усвояемость магния

Всасывание органических соединений магния в основном происходит в двенадцатиперстной и толстой кишках, при чрезмерном употреблении кофеина, алкоголя и калия организм теряет значительную часть магния с мочой.

Взаимодействие с другими

Для организма важен баланс между кальцием и магнием, потому что именно эти минералы отвечают за нормальное состояние костной ткани и зубов. В аптечных витаминно-минеральных комплексах количество кальция и магния содержится в оптимальных количествах.

Натрий, магний и фосфор регулируют процессы в нервной системе и отвечают за мышечную активность. Обменные процессы магния в организме происходят с помощью витаминов В6, D, Е и калия.

Признаки нехватки магния

Нехватку магния в организме могут вызвать болезни почек, расстройство желудка, приём мочегонных средств и некоторых контрацептивов, чрезмерное увлечение алкоголем и кофеином. Признаками нехватки магния считают бессонницу, раздражительность, головокружения, нарушения сердцебиения и скачки кровяного давления, частые головные боли, чувство усталости, мерцающие точки перед глазами, судороги, мышечные спазмы, выпадение волос.

Признаки избытка магния

Признаками избытка магния считают:

Полезные свойства магния и его влияние на организм

Магний важен для эффективного функционирования нервов и мышц, важен для превращения сахара крови в энергию. Магний поддерживает здоровое состояние зубов, помогает предупредить отложения кальция, камни в почках и желчном пузыре, приносит облегчение при несварении. Организм человека содержит приблизительно 21 г магния.

Магний нормализует деятельность сердечно-сосудистой и эндокринной систем организма, функции головного мозга, оказывает помощь при выведении токсинов и тяжёлых металлов.

Применение магния в жизни

Соединения магния (сплавы) используются в самолётостроении и автомобильном производстве из-за прочности и лёгкости магниевых сплавов. Магний применяется как химический источник тока, в медицине, военном деле, в фотографии.

Источник

Магний, свойства атома, химические и физические свойства

Магний, свойства атома, химические и физические свойства.

24,304-24,307 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2

Магний — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 12. Расположен во 2-й группе (по старой классификации — главной подгруппе второй группы), третьем периоде периодической системы.

Физические свойства магния

Атом и молекула магния. Формула магния. Строение магния:

Магний (лат. Magnesium, от др.-греч. βαρύς – «тяжёлый») – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Mg и атомным номером 12. Расположен в 2-й группе (по старой классификации — главной подгруппе второй группы), третьем периоде периодической системы.

Магний – щёлочноземельный металл. Относится к группе цветных металлов.

Магний обозначается символом Mg.

Как простое вещество магний при нормальных условиях представляет собой лёгкий, ковкий металл серебристо-белого цвета.

Молекула магния одноатомна.

Химическая формула магния Mg.

Строение атома магния. Атом магния состоит из положительно заряженного ядра (+12), вокруг которого по трем атомным оболочкам движутся 12 электронов. При этом 10 электронов находятся на внутреннем уровне, а 2 электрона – на внешнем. Поскольку магний расположен в третьем периоде, оболочек всего три. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлена s- и р-орбиталями. Третья – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внешнем энергетическом уровне атома магния – на 3s-орбитали находится два спаренных электрона. В свою очередь ядро атома магния состоит из 12 протонов и 12 нейтронов. Магний относится к элементам s-семейства.

Радиус атома магния (вычисленный) составляет 145 пм.

Атомная масса атома магния составляет 24,304-24,307 а. е. м.

Изотопы и модификации магния:

Свойства магния (таблица): температура, плотность, давление и пр.:

100	Общие сведения
101	Название	Магний
102	Прежнее название
103	Латинское название	Magnesium
104	Английское название	Magnesium
105	Символ	Mg
106	Атомный номер (номер в таблице)	12
107	Тип	Металл
108	Группа	Цветной, щёлочноземельный металл
109	Открыт	Джозеф Блэк, Шотландия, 1755 г., Хемфри Дэви, Великобритания, 1808 г., Антуан Александр Брутус Бюсси, Франция, 1829 г.
110	Год открытия	1755 г.
111	Внешний вид и пр.	Лёгкий, ковкий, серебристо-белый металл
112	Происхождение	Природный материал
113	Модификации
114	Аллотропные модификации
115	Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга
116	Конденсат Бозе-Эйнштейна
117	Двумерные материалы
118	Содержание в атмосфере и воздухе (по массе)	0 %
119	Содержание в земной коре (по массе)	2,9 %
120	Содержание в морях и океанах (по массе)	0,13 %
121	Содержание во Вселенной и космосе (по массе)	0,06 %
122	Содержание в Солнце (по массе)	0,07 %
123	Содержание в метеоритах (по массе)	12 %
124	Содержание в организме человека (по массе)	0,027 %
200	Свойства атома
201	Атомная масса (молярная масса)*	24,304-24,307 а. е. м. (г/моль)
202	Электронная конфигурация	1s 2 2s 2 2p 6 3s 2
203	Электронная оболочка	K2 L8 M2 N0 O0 P0 Q0 R0
204	Радиус атома (вычисленный)	145 пм
205	Эмпирический радиус атома*	150 пм
206	Ковалентный радиус*	141 пм
207	Радиус иона (кристаллический)	Mg 2+ 1,584 г/см 3 (при температуре плавления 650 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества – жидкость), 1,57 г/см 3 (при 651 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества –жидкость)
402	Температура плавления	650 °C (923 K, 1202 °F)
403	Температура кипения	1090 °C (1363 K, 1994 °F)
404	Температура сублимации
405	Температура разложения
406	Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом
407	Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)*	8,48 кДж/моль
408	Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)*	128 кДж/моль
409	Удельная теплоемкость при постоянном давлении	0,983 Дж/г·K (при 25 °C), 1,6 Дж/г·K (при 100 °C), 1,31 Дж/г·K (при 650 °C)
410	Молярная теплоёмкость*	24,869 Дж/(K·моль)
411	Молярный объём	14,0 см³/моль
412	Теплопроводность	156 Вт/(м·К) (при стандартных условиях ), 156 Вт/(м·К) (при 300 K)
500	Кристаллическая решётка
511	Кристаллическая решётка #1
512	Структура решётки	Гексагональная плотноупакованная
513	Параметры решётки	a = 3,2029 Å, c = 5,2000 Å
514	Отношение c/a	1,624
515	Температура Дебая	318 К
516	Название пространственной группы симметрии	P63/mmc
517	Номер пространственной группы симметрии	194
900	Дополнительные сведения
901	Номер CAS	7439-95-4

201* Указан диапазон значений атомной массы в связи с различной распространённостью изотопов данного элемента в природе.

205* Эмпирический радиус атома магния согласно [1] составляет 160 пм.

206* Ковалентный радиус магния согласно [1] и [3] составляет 141±7 пм и 136 пм соответственно.

407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔH_пл) магния согласно [3] составляет 9,20 кДж/моль.

408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔH_кип) магния согласно [3] составляет 131,8 кДж/моль.

410* Молярная теплоемкость магния согласно [3] составляет 24,90 Дж/(K·моль).

Физические свойства магния:

Химические свойства магния. Взаимодействие магния. Реакции с магнием:

1. Реакция взаимодействия магния и водорода:

В результате реакции образуются гидрид магния. Реакция протекает при избыточном давлении.

2. Реакция окисления кислородом магния:

2Mg + O₂ → 2MgO (t = 600-650 °C).

3. Реакция взаимодействия магния и хлора:

В результате реакции образуются хлорид магния.

4. Реакция взаимодействия магния и кремния:

В результате реакции образуются силицид магния. Реакция протекает при сплавлении реакционной смеси.

5. Реакция взаимодействия магния и азота:

В результате реакции образуются нитрид магния.

6. Реакция взаимодействия магния и фосфора:

В результате реакции образуются фосфид магния.

7. Реакция взаимодействия бора и магния:

В результате реакции образуются борид магния.

8. Реакция взаимодействия висмута и магния:

В результате реакции образуются висмутид магния.

9. Реакция взаимодействия сурьмы и магния:

В результате реакции образуются стибид магния.

10. Реакция взаимодействия магния и воды:

В результате реакции образуются гидроксид магния и водород. В ходе реакции используется горячая вода.

11. Реакция взаимодействия оксида бериллия и магния:

BeO + Mg → MgO + Be (t = 700-800 °C).

В результате реакции образуются оксид магния и бериллий.

12. Реакция взаимодействия оксида азота (I) и магния:

В результате реакции образуются азот и оксид магния.

13. Реакция взаимодействия оксида азота (II) и магния:

2NO + 2Mg → N₂ + 2MgO (t ≈ 500 °C).

В результате реакции образуются азот и оксид магния.

14. Реакция взаимодействия магния и тетраоксида диазота:

В результате реакции образуются нитрат магния и оксид азота.

15. Реакция взаимодействия оксида лития и магния:

Li₂O + Mg → 2Li + MgO (t = 800 °C).

В результате реакции образуются литий и оксид магния.

Li₂O + Mg + H₂ → 2LiH + MgO (t = 450-500 °C).

В результате реакции образуются гидрид лития и оксид магния.

17. Реакция взаимодействия оксида бора и магния:

В результате реакции образуются в первом случае – борид магния и оксид магния, во втором – бор и оксид магния.

Вторая реакция представляет собой метод получения аморфного бора. Полученный бор – бор Муассана, чистота 95-98 %.

18. Реакция взаимодействия оксида углерода и магния:

CO₂ + 2Mg → 2MgO + C (t ≈ 500 °C).

В результате реакции образуются оксид магния и углерод. В ходе реакции происходит сжигание магния в среде углекислого газа.

19. Реакция взаимодействия оксида кремния и магния:

SiO₂ + 2Mg → Si + 2MgO (t ≈ 1000 °C),

SiO₂ + 4Mg → Mg₂Si + 2MgO (t = 800 °C).

В результате реакции образуются в первом случае – кремний и оксид магния. Первая реакция представляет собой лабораторный метод получения кремния осуществляют следующем образом: смесь сухого песка и измельченного магния зажигают магниевой лентой.

Во втором случае в результате реакции образуются силицид магния и оксид магния. Реакция протекает при температуре не более 800°C в атмосфере водорода.

CaO + H₂ + Mg → CaH₂ + MgO (t = 800-900 °C).

В результате реакции образуются гидрид кальция и оксид магния.

21. Реакция взаимодействия магния и бромоводорода:

В результате реакции образуются бромид магния и водород. В ходе реакции используется разбавленный раствор бромоводорода.

22. Реакция взаимодействия магния и фтороводорода:

В результате реакции образуются фторид магния и водород. В ходе реакции используется разбавленный раствор фтороводорода.

23. Реакция взаимодействия магния и сероводорода:

В результате реакции образуются сульфид магния и водород.

24. Реакция взаимодействия магния и азотной кислоты:

В результате реакции образуются в первом случае – нитрат магния, азот и вода, во втором – нитрат магния, оксид азота (I) и вода, в третьем – нитрат магния, оксид азота (I), оксид азота (II) и вода. В ходе реакции в первом и втором случае применяется разбавленная азотная кислота, в третьем – 30%-й раствор азотной кислоты.

25. Реакция взаимодействия магния и ортофосфорной кислоты:

В результате реакции образуются ортофосфат магния и водород. При этом в ходе реакции используется разбавленный раствор ортофосфорной кислоты.

Аналогичные реакции проходят и с другими кислотами.

26. Реакция взаимодействия магния и аммиака:

В результате реакции образуются нитрид магния и водород.

27. Реакция взаимодействия фторида бериллия и магния:

BeF₂ + Mg → MgF₂ + Be (t = 700-750 °C).

В результате реакции образуются фторид магния и бериллий.

28. Реакция взаимодействия фторида кремния и магния:

SiF₄ + 2Mg → Si + 2MgF₂ (t = 500-600 °C).

В результате реакции образуются кремний и фторид магния. В ходе реакции применяется примесь – силицид магния Mg₂Si.

29. Реакция взаимодействия карбоната лития и магния:

30. Реакция взаимодействия магния и карбоната рубидия:

31. Реакция взаимодействия карбида кремния и магния:

2SiC + 5Mg → 2Mg₂Si + MgC₂ (t ≈ 700°C).

В результате реакции образуются силицида магния и карбида магния.

32. Реакция взаимодействия хлорида олова и магния:

SnCl₂ + Mg → MgCl₂ + Sn (t = 200-300 °C).

В результате реакции образуются хлорид магния и олово.

33. Реакция взаимодействия хлорида ванадия и магния:

В результате реакции образуются ванадий и хлорид магния.

34. Реакция взаимодействия хлорида железа и магния:

2FeCl₃ + 3Mg → 2Fe + 3MgCl₂ (t = 300-400 °C).

В результате реакции образуются железо и хлорид магния.

35. Реакция взаимодействия хлорида титана и магния:

TiCl₄ + 2Mg → Ti + 2MgCl₂ (t = 800-850 °C).

В результате реакции образуются титан и хлорид магния. В ходе реакции используется магний в виде расплава. Реакцию проводят при температуре в отсутствие воздуха в атмосфере аргона.

36. Реакция взаимодействия хлорида гафния и магния:

HfCl₄ + 2Mg → Hf + 2MgCl₂ (t = 650-700 °C).

В результате реакции образуются гафний и хлорид магния.

37. Реакция взаимодействия хлорида циркония и магния:

ZrCl₄ + 2Mg → Zr + 2MgCl₂ (t ≈ 700 °C).

В результате реакции образуются цирконий и хлорид магния.

38. Реакция взаимодействия хлорида тантала и магния:

2TaCl₅ + 5Mg → 2Ta + 5MgCl₂ (t ≈ 750°C).

В результате реакции образуются тантал и хлорид магния.

39. Реакция взаимодействия хлорида ванадия, оксида углерода и магния:

В результате реакции образуются гексакарбонилванадат магния и хлорид магния. Реакция протекает в пиридине при температуре около 135°C и избыточном давлении.

40. Реакция взаимодействия сульфата бериллия, воды и магния:

В результате реакции образуются гидроксосульфат бериллия, сульфат магния и водород.

41. Реакция взаимодействия сульфида титана и магния:

TiS₂ + 2Mg → 2MgS + Ti (t ≈ 1000 °C).

В результате реакции образуются сульфид магния и титан. Реакция протекает в атмосфере аргона.

42. Реакция взаимодействия тетрабората натрия и магния:

43. Реакция взаимодействия магния и пентана :

В результате реакции образуются карбид магния и водород. Реакция протекает при нагревании до температуры не более 700°C.

44. Реакция взаимодействия магния и циклопентадиена:

В результате реакции образуются циклопентадиенил магния и водород.

45. Реакция взаимодействия магния и ацетилена:

В результате реакции образуются карбид магния и водород.

Источник