магний

МАГНИЙ (Magnesium) Mg

хим. элемент II гр. периодической системы, ат. н. 12, ат. м. 24,305; относится к щелочноземельным элементам. Прир. М. состоит из трех стабильных изотопов 24Mg (78,60%), 25Mg (10,11%) и 26Mg (11,29%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси изотопов 5,9∙10−20 м2. Конфигурация внеш. электронной оболочки 3s2; степень окисления +2, очень редко +1; энергии ионизации Mg0 : Mg+ : Mg2+ равны соотв. 7,64607 и 15,0353 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,2; сродство к электрону −0,22 эВ; атомный радиус 0,160 нм, ионные радиусы для Mg2+ (в скобках указаны координац. числа) 0,071 нм (4), 0,08 нм (5), 0,086 нм (6), 0,103 нм (8). Содержание М. в земной коре 2,35% по массе. Встречается в природе только в виде соединений. Известно более 100 минералов, содержащих М.; большинство из них — силикаты и алюмосиликаты, напр. оливин (Mg,Fe)2[SiO4], серпентин Mg6(OH)8[Si4O10] и др. Образуют залежи пром. значения гл. обр. магнезит MgCO3, доломит MgCO3.CaCO3, асбест, бишофит MgCl2.6H2O, карналлит KCl.MgCl2.6H2O, кизерит MgSO4.H2O, эпсомит MgSO4.7H2O, каинит KCl.MgSO4.3H2O, астраханит Na2SO4.MgSO4.4H2O. Запасы хлоридных калийно-магниевых солей сосредоточены в СССР, ГДР, ФРГ, Испании, США, карбонатных минералов — в ЧССР, СФРЮ, КНР, Австрии, Греции и др. Много М. содержится в воде морей и океанов и в прир. рассолах. М. всегда содержится в растениях, т. к. входит в состав молекулы хлорофилла.

Свойства. М. — серебристо-белый металл; кристаллич. решетка гексагональная, а = 0,3210 нм, с = 0,5200 нм, z = 2, пространственная группа P63/ттс. Т. пл. 650 °C, т. кип. 1105 °C; плотн. 1,74 г/см3 (20 °C), 1,54 г/см3 (7,00 °C); С0p 24,90 Дж/(моль∙К); ΔH0пл 8,5 кДж/моль (923 К); S0298 32,68 Дж/(моль∙К); уравнения температурной зависимости: давления пара над твердым и жидким М. соотв. lgp( мм рт. ст.) = 9,7124 — 7753,5/T — 2,453∙10−4T — 0,2293 lgT (298–1390 К), lgр( мм рт. ст.) = 16,7974 — 7844,2/T + 2,548∙10−4T — 2,7280 lgT (407–1390 К); коэф. линейного расширения α = 25,0∙10−6 + 0,0188 t °C−1 (0 — 550 °C); теплопроводность 155 Вт/(м∙К); ρ 4,49∙10−8 Ом∙м; парамагнетик, магн. восприимчивость +0,5∙10−6. М. — сравнительно мягкий, пластичный и ковкий металл. Его прочность и твердость минимальна для литых образцов и выше для прессованных и кованых; предел текучести 25–90 МПа; σраст 120–200 МПа; твердость по Бринеллю 300–350 МПа; относит. удлинение 8,0–11,5%. При обычных условиях поверхность М. защищена прочной пленкой магния оксида MgO, только при нагр. на воздухе до ~ 600 °C происходит разрушение этой пленки и металл сгорает ослепительно белым пламенем с образованием MgO и нитрида Mg3N2. С холодной водой М. не реагирует, из кипящей воды вытесняет H2 и образует магния гидроксид Mg(OH)2. Аналогично реагирует с растворами солей аммония. С разб. кислотами М. интенсивно взаимод. при комнатной температуре, с конц. H2SO4 и HNO3 на холоду не реагирует. Он также устойчив к действию HF и фтористоводородной кислоты в результате образования защитной пленки MgF2. При взаимодействии с галогенами М. дает магния галогениды MgX2. С водородом при 570 °C и давлении ~20 МПа в присутствии MgI2 образует гидрид MgH2 — серые кристаллы с решеткой типа рутила; плотн. 1,45 г/см3; устойчив на воздухе; медленно реагирует с водой, давая Mg(OH)2 и H2; разлагается на элементы выше 280 °C. Гидрид М., полученный взаимод. LiH с магнийалкилами, — бесцветное твердое вещество, воспламеняется на воздухе, бурно реагирует с водой. С N2 при 780–800 °C М. образует нитрид Mg3N2 — желтоватые кристаллы с кубич. решеткой типа Mn2O3 (α-форма); плотн. 2,71 г/см3; ΔH0обр −461,3 кДж/моль; S0298 85 Дж/(моль∙К); при 550 °C переходит в β-форму, которая при 778 °C превращ. в γ-модификацию; реагирует с водой с образованием Mg(OH)2 и NH3. Нитрид М. получают также при пропускании сухого NH3 над М. при 600 °C. При нагр. М. с S, Se или Те образуются халькогениды MgS, MgSe, MgTe — бесцветные кристаллы; гидролизуются водой. Сульфид MgS — кристаллы с кубич. решеткой; т. пл. ~2200 °C; плотн. 2,86 г/см3; C0p 45,6 Дж/(моль∙К); ΔH0обр −348 кДж/моль; S0298 50,3 Дж/(моль∙К); м. б. также получен при нагр. М. с H2S. При нагр. М. с В образуются бориды MgB2, MgB4, MgB6, MgB12 — темно-коричневые твердые вещества; MgB2 медленно реагирует с водой и бурно с разб. кислотами, давая бороводороды; более богатые бором бориды не взаимод. с разб. кислотами при комнатной температуре. С углеродом М. образует карбиды MgC2 и MgC3, которые реагируют с водой, давая C2H2 и смеси углеводородов, в которых преобладает аллеи С,H4. С кремнием образует силицид Mg2Si (т. пл. 1102 °C), разлагающийся водой с выделением SiH4 и др. силанов. С мн. металлами М. дает интерметаллиды. М. восстанавливает CO2, В2O3, SiO2, галогениды металлов до соответствующего элемента. Соли М. (см., напр., магния карбонат, магния перхлорат, магния сульфат) получают взаимод. кислот или соответствующих им оксидов с MgO, действием разб. кислот на металлич. М., обменными реакциями и др. Мн. соли хорошо раств. в воде с незначит. гидролизом, образуют кристаллогидраты. В водных растворах ион Mg2+ существует в виде аквакомплекса [Mg(H2O)6]2+. В неводных растворителях (жидкий NH3 и др.) ион Mg2+ образует комплекс с молекулами растворителя; из таких растворов обычно кристаллизуются сольваты солей М. В водной среде кристаллосольваты разрушаются с образованием аквакомплексов. При взаимодействии щелочей с водными растворами солей М. осаждается Mg(OH)2.

Получение. Преобладающий пром. способ получения М. — электролиз расплава смеси безводных MgCl2, KCl и NaCl. Для получения расплава используют обезвоженный карналлит или бишофит, а также MgCl2, полученный хлорированием MgO или как отход при производстве Ti. Температура электролиза 700–720 °C, аноды графитовые, катоды стальные. Содержание MgCl2 в расплаве 5–8%, при снижении концентрации до 4% уменьшается выход М. по току, при повышении концентрации MgCl2 выше 8% увеличивается расход электроэнергии. Для обеспечения оптим. содержания MgCl2 периодически отбирают часть отработанного электролита и добавляют свежий карналлит или MgCl2. Жидкий М. всплывает на поверхность электролита, откуда его отбирают вакуумным ковшом. Извлекаемый магниевый сырец содержит 0,1% примесей. Для очистки от неметаллич. примесей М. переплавляют с флюсами — хлоридами или фторидами К, Ba, Na, Mg. Глубокую очистку осуществляют перегонкой в вакууме, зонной плавкой, электролитич. рафинированием. В результате получают М. чистотой 99,999%. Кроме М. при электролизе получают также Cl2. В термич. способах получения М. сырьем служит магнезит или доломит, из которых прокаливанием получают MgO. В ретортных или вращающихся печах с графитовыми или угольными нагревателями оксид восстанавливают до металла кремнием (силикотермич. способ) или CaC2 (карбидотермич. способ) при 1280–1300 °C либо углеродом (карботермич. способ) при температуре выше 2100 °C. В карботермич. способе (MgO + С ⇄ Mg + CO) образующуюся смесь CO и паров М. быстро охлаждают при выходе из печи инертным газом для предотвращения обратной реакции CO с М.

Определение. Качественно М. обнаруживают по осаждению двойной соли MgNH4PO4.6H2O либо гидроксихинолината Mg(C9H6NO)2.2H2O, по образованию окрашенных соед. Mg2+, напр. с титановым желтым, магнезоном I и II, хинализарином или дифенилкарбазидом, а также эмиссионным спектральным методом. Количественно М. определяют обычно комплексонометрически — титрованием раствором натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты с использованием индикаторов (эриохрома черного Т или др.), а также титрованием избытка кислоты, пошедшей на растворение MgO, или щелочи, использованной для осаждения Mg(OH)2. Его определяют также гравиметрически в виде Mg2P2O7, образующегося при прокаливании MgNH4PO4.6H2O, и в виде гидроксихинолината. Определяют также М. спектрофотометрически с использованием магнезонов. Для определения очень малых количеств М. используют методы химико-спектрального анализа, чувствительность которых достигает 1∙10−4% М. Применяют также методы атомно-абсорбц. анализа и фотометрии пламени.

Применение. Осн. область использования М. — производство магния сплавов. М. применяют также для легирования сплавов на основе Al и некоторых др., для металлотермич. получения металлов (Ti, U, Zr, V и др.), для раскисления и десульфурации ряда металлов и сплавов, в синтезе магнийорганических соединений (напр., реактива Гриньяра). Смеси порошка М. с окислителями используют для приготовления осветит. и зажигат. составов. Мировое производство М. 200 тыс. т/год (1980). М. открыл в 1808 Г. Дэви.

Лит.: Эйдензон М. А., Магний, М., 1969; Тихонов В. Н., Аналитическая химия магния, М., 1973; Иванов А. И., Ляндрес М. Б., Прокофьев О. В., Производство магния, М., 1979.

С. И. Дракин, П. М. Чукуров

Источник: Химическая энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. магний — -я, м. Химический элемент, легкий ковкий металл серебристо-белого цвета, горящий ярким белым пламенем. Окись магния. □ Захватили с собой фотографические аппараты, рассчитывая делать при свете магния моментальные снимки. Куприн, Молох. [лат. magnium] Малый академический словарь
  2. магний — Ма́гн/ий/. Морфемно-орфографический словарь
  3. Магний — (лат. Magnesium) Mg, химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 12, атомная масса 24,305. Природный М. состоит из трёх стабильных изотопов: 24Mg (78,60% ), 25Mg (10,11%) и 26Mg (11,29%). М. открыт в 1808... Большая советская энциклопедия
  4. магний — орф. магний, -я Орфографический словарь Лопатина
  5. магний — МАГНИЙ (Magnesium) , Mg, хим. элемент II гр. периодич. системы Менделеева. Металл. В земной коре содержится 2,1%. Минералы М. — магнезит, доломит, лангбейнит, каинит, карналлит и др. Валовое содержание в почвах MgO ок. 1 — 3% (наиб. в серозёмах). Сельскохозяйственный словарь
  6. Магний — I Магний (Magnesium, Mg) химический элемент главной подгруппы II группы периодической системы Д.И. Менделеева, один из важнейших биоэлементов, необходимый для нормального функционирования организма. Содержание... Медицинская энциклопедия
  7. МАГНИЙ — МАГНИЙ (символ Mg), металлический элемент серебристо-белого цвета, один из ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ. Восьмой по распространенности элемент земной коры. Впервые был выделен в 1808 г. Хэмфри ДЭВИ. Необходим в питании человека и животных. Научно-технический словарь
  8. Магний — Mg (лат. Magnesium * a. magnesium; н. Magnesium; ф. magnesium; и. magnesio), — хим. элемент II группы периодич. системы Менделеева, ат. н. 12, ат. м. 24,312. Природный M. состоит из смеси стабильных изотопов 24Mg (78,6%), 25Mg (10,11%) и 26Mg (11,29%). Горная энциклопедия
  9. магний — МАГНИЙ -я; м. [лат. magnium] Химический элемент (Mg), лёгкий ковкий металл серебристо-белого цвета, горящий ярким белым пламенем. Окись магния. Вспышка магния. ◁ Магниевый, -ая, -ое. М-ые руды. М. сплав. Толковый словарь Кузнецова
  10. магний — МАГНИЙ, я, м. Химический элемент, мягкий лёгкий серебристо-белый металл, горящий ярким белым светом. | прил. магниевый, ая, ое. Магниевая вспышка. Толковый словарь Ожегова
  11. магний — Магния, мн. нет, м. [новолатин. magnium] (хим.). Мягкий серебристо-белый металл, горящий белым ослепительным пламенем. Большой словарь иностранных слов
  12. магний — М’АГНИЙ, магния, мн. нет, ·муж. (ново-·лат. magnium) (·хим. ). Мягкий серебристо-белый металл, горящий белым ослепительным пламенем. Группа снята вечером при вспышке магния. Толковый словарь Ушакова
  13. Магний — (хим.), Magnesium, Mg = 24 [Собственно, Mg = 24,015 из опытов Шеерера c Маршаном, по введении поправок. Более новые опыты Мариньяка (1884) путем изучения весовых отношений при превращении окиси М. в сернокислый М. и обратно дали Mg = 24,376 при O = 16.]. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  14. МАГНИЙ — МАГНИЙ (лат. Magnesium) — Mg, химический элемент II группы периодической системы, атомный номер 12, атомная масса 24,305. Название от новолатинского magnesia — магнезия. Серебристый металл, очень легкий и прочный; плотность 1,74 г/см3, tпл 650 °С. Большой энциклопедический словарь
  15. магний — магний м. Легкий, ковкий металл серебристо-белого цвета, горящий ярким белым пламенем. Толковый словарь Ефремовой
  16. магний — МАГНИЙ, см. магнезия. Толковый словарь Даля