Galvenais zinātne

Magnija ķīmiskais elements

Satura rādītājs:

Magnija ķīmiskais elements
Magnija ķīmiskais elements

Video: Ķīmiskie elementi sadzīves priekšmetos 2024, Jūnijs

Video: Ķīmiskie elementi sadzīves priekšmetos 2024, Jūnijs
Anonim

Magnijs (Mg), ķīmiskais elements, viens no periodiskās tabulas 2. (IIa) grupas sārmzemju metāliem un vieglākais strukturālais metāls. Tās savienojumus plaši izmanto būvniecībā un medicīnā, un magnijs ir viens no elementiem, kas ir svarīgi visu šūnu dzīvībai.

sārmzemju metāls

ir berilijs (Be), magnijs (Mg), kalcijs (Ca), stroncijs (Sr), bārijs (Ba) un rādijs (Ra).

Elementa īpašības

atomu skaitlis 12
atomsvars 24.305
kušanas punkts 650 ° C (1,202 ° F)
vārīšanās punkts 1090 ° C (1,994 ° F)
īpaša gravitāte 1,74 pie 20 ° C (68 ° F)
oksidācijas stāvoklis +2
elektronu konfigurācija 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2

Rašanās, īpašības un lietojums

Sākotnēji pazīstams ar tādiem savienojumiem kā Epsoma sāļi (sulfāts), magnēzija vai magnēzija alba (oksīds) un magnezīta (karbonāts), pats sudrabaini baltais elements dabā nesatur brīvu. Pirmo reizi to 1808. gadā izdalīja sers Humphry Davy, kurš iztvaicēja dzīvsudrabu no magnija amalgamas, kas izgatavots, elektrolizējot mitra magnēzija un dzīvsudraba oksīda maisījumu. Nosaukums magnijs nāk no Magnēzijas, Tesālijas apgabala (Grieķija), kur pirmo reizi tika atrasta minerāla magnēzija alba.

Magnijs ir astotais bagātīgākais elements Zemes garozā (apmēram 2,5 procenti) un pēc alumīnija un dzelzs ir trešais visbagātākais strukturālais metāls. Tā kosmiskais pārpalikums tiek lēsts kā 9,1 × 10 5 atomi (uz skalas, kur silīcija pārpilnība = 10 6 atomi). Tas rodas kā karbonāti - magnezīts, MgCO 3 un dolomīts, CaMg (CO 3) 2 - un daudzos izplatītos silikātos, ieskaitot talku, olivīnu un lielāko daļu azbesta veidu. Tas ir atrodams arī kā hidroksīds (brucīts), hlorīds (karnallīts, KMgCl 3 ∙ 6H 2 O) un sulfāts (kieserīts). Tas ir sadalīts tādos minerālos kā serpentīns, hrizolīts un jūras puteklis. Jūras ūdens satur apmēram 0,13 procentus magnija, galvenokārt kā izšķīdušu hlorīdu, kas piešķir tai raksturīgo rūgtu garšu.

Magniju komerciāli iegūst, izkausēta magnija hlorīda (MgCl 2) elektrolīzē, pārstrādā galvenokārt no jūras ūdens un tā savienojumus tieši reducē ar piemērotiem reducētājiem, piemēram, magnija oksīda vai kalcinēta dolomīta reakcijai ar ferosilīciju (Pidžona process).. (Skatīt magnija pārstrādi.)

Vienā reizē magniju izmantoja zibspuldzes lentei un pulverim, jo ​​smalki sadalītā veidā tas deg gaisā ar intensīvu baltu gaismu; to joprojām var izmantot sprādzienbīstamās un pirotehniskās ierīcēs. Tā nelielā blīvuma dēļ (tikai divas trešdaļas no alumīnija) tas ir plaši izmantots aviācijas un kosmosa rūpniecībā. Tomēr, tā kā tīram metālam ir zema strukturālā izturība, magniju galvenokārt izmanto sakausējumu veidā - galvenokārt ar ne vairāk kā 10 procentiem alumīnija, cinka un mangāna -, lai uzlabotu tā cietību, stiepes izturību un spēju tikt lietam, metinātam., un mehāniski. Liešanas, velmēšanas, ekstrudēšanas un kalšanas metodes tiek izmantotas kopā ar sakausējumiem, un iegūto loksnes, plāksnes turpmāku izgatavošanu vai ekstrūziju veic ar parastajām formēšanas, savienošanas un apstrādes darbībām. Magnijs ir visvienkāršākā metāla konstrukcija, un to bieži izmanto, ja ir nepieciešams liels skaits apstrādes darbību. Magnija sakausējumus var izmantot daudzos gadījumos: tos izmanto lidmašīnu, kosmosa kuģu, mašīnu, automašīnu, pārnēsājamo instrumentu un sadzīves tehnikas detaļām.

Magnija siltuma un elektriskā vadītspēja un tā kušanas temperatūra ir ļoti līdzīga alumīnija. Kamēr alumīniju uzbrūk sārmi, bet tas ir izturīgs pret lielāko daļu skābju, magnijs ir izturīgs pret lielāko daļu sārmu, bet viegli uzbrūk lielākajai daļai skābju, lai atbrīvotu ūdeņradi (hroms un fluorūdeņražskābes ir svarīgi izņēmumi). Normālā temperatūrā tas ir stabils gaisā un ūdenī, jo veidojas plāna oksīda aizsargkārta, bet tam uzbrūk tvaiks. Magnijs ir spēcīgs reducētājs, un to izmanto citu metālu ražošanā no to savienojumiem (piemēram, titāna, cirkonija un hafnija). Tas tieši reaģē ar daudziem elementiem.

Magnijs dabā sastopams kā trīs izotopu maisījums: magnijs-24 (79,0 procenti), magnijs-26 (11,0 procenti) un magnijs-25 (10,0 procenti). Sagatavoti deviņpadsmit radioaktīvie izotopi; magnija-28 pusperiods ir garākais - 20,9 stundas, un tas ir beta emitētājs. Lai arī magnijs-26 nav radioaktīvs, tas ir alumīnija-26 metadalocīds, kura pussabrukšanas periods ir 7,2 × 10 5 gadi. Dažos meteorītos ir konstatēts paaugstināts magnija-26 līmenis, un, nosakot to vecumu, ir izmantota magnija-26 un magnija-24 attiecība.

Galvenie magnija ražotāji 21. gadsimta otrajā desmitgadē bija Ķīna, Krievija, Turcija un Austrija.