Магний как минерал и химический элемент¶

Магний — химический элемент периодической системы с атомным номером 12, относящийся к группе щёлочноземельных металлов. В природе в самородном виде практически не встречается, а существует преимущественно в форме минералов и соединений. Строго говоря, магний — это элемент, а не минерал: минералами называют природные кристаллические вещества определённого состава, среди которых наиболее известны магнезит, доломит, брусит, карналлит и тальк. Именно из этих минералов магний добывают в промышленных масштабах.

¶Общая характеристика элемента

Магний обозначается символом Mg, имеет атомную массу около 24,3 а. е. м. Это лёгкий серебристо-белый металл, который при обычных условиях покрывается тонкой оксидной плёнкой, защищающей его от дальнейшего окисления. Плотность магния составляет примерно 1,74 г/см³, температура плавления — около 650 °C. По распространённости в земной коре элемент занимает одно из ведущих мест среди металлов, уступая в основном алюминию и железу.

Название происходит от латинского magnesia — так называли область в Фессалии (Греция), где добывали минерал магнезит. В чистом виде магний был впервые выделен в 1808 году английским химиком Хамфри Дэви электролизом.

¶Минералы магния

Магний входит в состав множества минералов. Основные из них:

Эти минералы различаются по составу, твёрдости и условиям образования. Карбонатные формы (магнезит, доломит) преобладают в осадочных породах, силикатные (оливин, тальк) — в магматических и метаморфических.

¶Нахождение в природе

Магний — один из самых распространённых элементов земной коры, его содержание оценивается в несколько процентов по массе. Значительные количества растворены в морской воде в виде хлоридов и сульфатов. В земной мантии магний вместе с железом и кремнием образует основные силикатные породы. Месторождения магнезита и доломита разрабатываются во многих странах, включая Россию, Китай, Австрию, Грецию.

¶Добыча и получение

Промышленное получение магния основано на двух основных методах:

• Электролиз расплавленных хлоридов магния (из карналлита или морской воды).
• Термическое восстановление оксида магния углеродом или кремнием при высоких температурах.

Металлический магний выпускается в виде слитков, гранул и порошков. Значительная часть сырья извлекается из морской воды и рассолов соляных озёр.

¶Применение

Благодаря лёгкости и химической активности магний находит широкое применение:

• Металлургия. Используется для получения лёгких сплавов (магналий), применяемых в авиастроении, автомобилестроении, производстве бытовой техники. Также служит раскислителем и модификатором в металлургии стали.
• Химия. Применяется в органическом синтезе (реактив Гриньяра), как восстановитель в производстве титана, циркония, урана.
• Пиротехника. Порошок магния горит ярким белым пламенем, поэтому используется в фейерверках, осветительных и зажигательных составах.
• Медицина и биология. Соединения магния (оксид, сульфат, гидроксид) применяются как лекарственные средства и пищевые добавки. Магний — важный микроэлемент для живых организмов, участвующий в работе ферментов, мышц и нервной системы.

¶Биологическая роль

В организме человека магний участвует в сотнях биохимических реакций, включая синтез белка, работу мышц и передачу нервных импульсов. Он входит в состав костной ткани и хлорофилла растений. Недостаток магния может приводить к нарушениям работы сердечно-сосудистой и нервной систем, поэтому соединения элемента широко используются в медицине и диетологии.

¶Интересные факты

• Магний горит при высокой температуре, и потушить его водой нельзя — реакция сопровождается выделением водорода.
• Тальк, силикат магния, — эталон твёрдости 1 по шкале Мооса, то есть самый мягкий минерал.
• Доломитовые горные породы названы в честь французского геолога Деода де Доломьё.
• Вспышка магния долгое время использовалась в фотографии до появления электрических ламп.