Характеристика магнію. Хімічний елемент магній

Хімічний елемент магній - дванадцятий за рахунком в таблиці Менделєєва. Він відноситься до другої групи і третього періоду. Він входить в сукупність лужноземельних металів. Наука, яка вивчає ці елементи, - хімія. Таблиця Менделєєва, спираючись на яку можна вивчати цю науку, показує нам, що протонів і нейтронів, що містяться в атомі магнію, по дванадцять. Це можна визначити за порядковим номером (він дорівнює кількості протонів, а електронів буде стільки ж, якщо це нейтральний атом, а не іон).

Хімічні особливості магнію також вивчає хімія. Таблиця Менделєєва також необхідна для їх розгляду, так як вона показує нам валентність елемента (в даному випадку вона дорівнює двом). Вона залежить від групи, до якої належить атом. Крім того, з її допомогою можна дізнатися, що молярна маса магнію дорівнює двадцяти чотирьом. Тобто один моль даного металу важить двадцять чотири грами. Формула магнію дуже проста - він складається не з молекул, а з атомів, об`єднаних кристалічною решіткою.

Характеристика магнію з точки зору фізики

Як і всі метали, крім ртуті, дане з`єднання має тверде агрегатний стан в нормальних умовах. Воно має світло-сірої забарвленням зі своєрідним блиском. Цей метал має досить високу міцність. На цьому фізична характеристика магнію не закінчується. Розглянемо температуру плавлення і кипіння. Перша дорівнює шестисот п`ятдесяти градусам за шкалою Цельсія, друга становить тисячі дев`яносто градусів Цельсія. Можна зробити висновок, що це досить легкоплавкий метал. Крім того, він дуже легкий: його щільність - 1,7 г / см3.

Магній. Хімія

Знаючи фізичні особливості даної речовини, можна перейти до другої частини його характеристики. Цей метал має середній рівень активності. Це можна побачити з електрохімічного ряду металів - чим пассивнее він, тим правіше знаходиться. Магній є одним з перших зліва. Розглянемо по порядку, з якими речовинами він реагує і як це відбувається.

З простими

До таких належать ті, молекули яких складаються тільки з одного хімічного елемента. Це і кисень, і фісфор, і сірка, і багато інших. Спочатку розглянемо взаємодію з оксигенів. Воно називається горінням. При цьому утворюється оксид даного металу. Якщо спалити два благаючи магнію, витративши при цьому один моль кисню, отримаємо два благаючи оксиду. Рівняння даної реакції записується таким чином: 2Mg + О₂ = 2MgO. Крім того, при горінні магнію на відкритому повітрі утворюється також його нітрид, так як даний метал паралельно реагує з азотом, що містяться в атмосфері.

При спалюванні трьох молей магнію витрачається один моль нітрогену, і в результаті отримуємо один моль нітриду розглянутого металу. Рівняння такого роду хімічної взаємодії можна записати таким чином: 3Mg + N₂ = Mg₃N₂.

Крім того, магній здатний реагувати і з іншими простими речовинами, такими як галогени. Взаємодія з ними відбувається тільки за умови нагрівання компонентів до дуже високих температур. У такому випадку відбувається реакція приєднання. До галогенам відносяться такі прості речовини: хлор, йод, бром, фтор. І реакції називаються відповідно: хлорування, йодування, бромування, фторування. Як вже можна було здогадатися, в результаті таких взаємодій можна отримати хлорид, йодид, бромід, фторид магнію. Наприклад, якщо взяти один моль магнію і стільки ж йоду, отримаємо один моль йодиду даного металу. Виразити цю хімічну реакцію можна за допомогою наступного рівняння: Mg + І₂ = MgI₂. За таким же принципом проводиться і хлорування. Ось рівняння реакції: Mg + Cl₂ = MgCl₂.

Крім цього, метали, в тому числі і магній, реагують з фосфором і сіркою. У першому випадку можна отримати фосфід, у другому - сульфід (не плутати з фосфатами і сульфатами!). Якщо взяти три благаючи магнію, додати до нього два благаючи фосфору і розігріти до потрібної температури, утворюється один моль фосфіду розглянутого металу. Рівняння даної хімічної реакції виглядає наступним чином: 3Mg + 2Р = Mg₃P₂. Точно так само, якщо змішати магній і сірку в однакових молярних пропорціях і створити необхідні умови у вигляді високої температури, отримаємо сульфід даного металу. Рівняння подібного хімічної взаємодії можна записати так: Mg + S = MgS. Ось ми і розглянули реакції цього металу з іншими простими речовинами. Але хімічна характеристика магнію на цьому не закінчується.

Реакції зі складними сполуками

До таких речовин відносяться вода, солі, кислоти. З різними групами хімічних речовин метали реагують по-різному. Розглянемо все по порядку.

Магній і вода

При взаємодії даного металу з найпоширенішим хімічною сполукою на Землі утворюється оксид і водень у вигляді газу з різким неприємним запахом. Для проведення такого роду реакції компоненти також потрібно нагріти. Якщо змішати по одному молю магнію і води, отримаємо по стільки ж оксиду і водню. Рівняння реакції записується таким чином: Mg + Н₂О = MgO + Н₂.

Взаємодія з кислотами

Як і інші хімічно активні метали, магній здатний витісняти атоми гідрогену з їхніх сполук. Такого роду процеси називаються реакціями заміщення. У таких випадках відбувається заміна атомами металів атомів гідрогену і формування солі, що складається з магнію (або іншого елемента) і кислотного осаду. Наприклад, якщо взяти один моль магнію і додати його до соляної кислоти в кількості два благаючи, утворюється один моль хлориду розглянутого металу і стільки ж водню. Рівняння реакції буде виглядати так: Mg + 2HCl = MgCl₂ + Н₂.

Взаємодія з солями

Як з кислот утворюються солі, ми вже розповіли, але характеристика магнію з точки зору хімії увазі і розгляд його реакцій з солями. У даному випадку взаємодія може статися, тільки якщо метал, що входить до складу солі, менш активний, ніж магній. Наприклад, якщо взяти по одному молю магнію і сульфату міді, отримаємо сульфат розглянутого металу і чисту мідь в рівному молярної співвідношенні. Рівняння такого роду реакції можна записати в наступному вигляді: Mg + CuSO₄ = MgSO₄ + Cu. Тут проявляються відновні властивості магнію.

Застосування даного металу

Завдяки тому що він за багатьма параметрами перевершує алюміній - легше його приблизно в три рази, але при цьому в два рази міцніше, він отримав широке розповсюдження в різних галузях промисловості. В першу чергу це авіабудування. Тут сплави на основі магнію займають перше місце за популярністю серед всіх використовуваних матеріалів. Крім того, він використовується в хімічній промисловості як відновник для добування деяких металів з їхніх сполук. Завдяки тому що при горінні магній утворює дуже потужний спалах, його використовують у військовій промисловості для виготовлення сигнальних ракет, світлошумових боєприпасів та ін.

Отримання магнію

В основному сировиною для цього служить хлорид розглянутого металу. Робиться це шляхом електролізу.

Якісна реакція на катіони даного металу

Це спеціальна процедура, призначена для того, щоб визначити присутність іонів певної речовини. Щоб протестувати розчин на наявність сполук магнію, можна додати до нього карбонат калію або натрію. В результаті утворюється білий осад, який легко розчиняється в кислотах.

Де цей метал можна знайти в природі?

Даний хімічний елемент є досить поширеним в природі. Земна кора майже на два відсотки складається з цього металу. Він зустрічається в складі багатьох мінералів, таких як карналлит, магнезит, доломіт, тальк, азбест. Формула першого мінералу виглядає так: KCl•MgCl₂•6Н₂О. Він виглядає як кристали блакитного, блідо-рожевого, блякло-червоного, світло-жовтого або прозорого кольору. Магнезит - це карбонат магнію, його хімічна формула - MgCO₃. Він має біле забарвлення, але залежно від домішок, може мати сірий, бурий або жовтий відтінок. Доломіт має наступну хімічну формулу: MgCO₃•СаСО₃. Це жовтувато-сірий або кольору охри мінерал, що володіє скляним блиском.

Тальк і азбест мають більш складні формули: 3MgO•4SiO₂•Н₂О і 3MgO•2SiO₂•2Н₂Про відповідно. Завдяки своїй високій жаростійкості вони широко використовуються в промисловості. Крім того, магній входить в хімічний склад клітини і структуру багатьох органічних речовин. Це ми розглянемо докладніше.

Роль магнію для організму

Даний хімічний елемент важливий як для рослинних, так і для тварин істот. Магній для організму рослин просто життєво необхідний. Так само, як залізо є основою гемоглобіну, потрібного для життя тварин, так магній являє собою головний компонент хлорофілу, без якого не може існувати рослина. Даний пігмент бере участь у процесі фотосинтезу, при якому в листі синтезуються з неорганічних сполук поживні речовини. Магній для організму тварин також дуже потрібен. Масова частка даного мікроелемента в клітці - 0,02-0,03%. Незважаючи на те що його так мало, він виконує дуже важливі функції. Завдяки йому підтримується структура таких органоїдів, як мітохондрії, що відповідають за клітинне дихання і синтез енергії, а також рибосоми, в яких утворюються білки, необхідні для життєдіяльності. Крім того, він входить в хімічний склад багатьох ферментів, які потрібні для внутрішньоклітинного обміну речовин і синтезу ДНК.

Для організму в цілому магній необхідний, щоб брати участь в обміні глюкози, жирів і деяких амінокислот. Також за допомогою даного мікроелемента може передаватися нервовий сигнал. Крім усього перерахованого вище, достатній вміст магнію в організмі знижує ризик серцевих нападів, інфарктів та інсультів.

Симптоми підвищеного і зниженого вмісту в організмі людини

Недолік магнію в організмі проявляється такими основними ознаками, як підвищений артеріальний тиск, втому і низька працездатність, дратівливість і поганий сон, погіршення пам`яті, часте запаморочення. Також може спостерігатися нудота, судоми, тремтіння в пальцях, сплутаність свідомості - це ознаки дуже зниженого рівня надходження з їжею даного мікроелемента. Недолік магнію в організмі призводить до частих респіраторних захворювань, порушень в роботі серцево-судинної системи, а також діабету другого типу. Далі розглянемо вміст магнію в продуктах. Щоб уникнути його недоліку, потрібно знати, яка їжа багата даними хімічним елементом. Потрібно враховувати ще й те, що багато хто з цих симптомів можуть проявлятися і при зворотному випадку - надлишку магнію в організмі, а також при нестачі таких мікроелементів, як калій і натрій. Тому важливо уважно переглянути свій раціон і розібратися в суті проблеми, найкраще це зробити за допомогою фахівця-дієтолога.

Вміст магнію в продуктах

Як було згадано вище, даний елемент є основною складовою хлорофілу. Тому можна здогадатися, що велика його кількість міститься в зелені: це селера, кріп, петрушка, цвітна і білокачанна капуста, листя салату і т. Д. Також це багато крупи, особливо гречка і пшоно, а ще вівсянка і ячна. Крім того, даним мікроелементом багаті горіхи: це і кешью, і волоський горіх, і арахіс, і фундук, і мигдаль. Також велика кількість розглянутого металу міститься в бобових, таких як квасоля і горох. Чимало його міститься і в складі водоростей, наприклад в морській капусті. Якщо вживання даних продуктів відбувається в нормальній кількості, то ваш організм не буде відчувати нестачу в розглянутому в цій статті металі. Якщо ж у вас немає можливості регулярно їсти їжу, перераховану вище, то краще всього придбати харчові добавки, до складу яких входить цей мікроелемент. Однак перед цим потрібно обов`язково проконсультуватися з лікарем.

Висновок

Магній - один з найважливіших металів у світі. Він знайшов широке застосування в численних галузях промисловості - від хімічної до авіаційної та військової. Більше того, він дуже важливий з біологічної точки зору. Без нього неможливе існування ні рослинних, ні тваринних організмів. Завдяки даному хімічному елементу, здійснюється процес, що дає життя всій планеті, - фотосинтез.