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.:

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