Общая характеристика магния кратко

Обновлено: 29.06.2024

Магний является металлом, обладает 12-м по счету номером в Периодической системе, расположен в 3-м периоде, II группе А-подгруппы.

Международное обозначение в химии — Mg (Magnesium). Заряд ядра магния составляет +12, а атомный вес равен 24,132 а.е.м. При обычных условиях металл отличается легкостью, хорошей ковкостью, имеет серебристый цвет.

Химические свойства магния:

не вступает в реакцию со щелочами;
взаимодействие с кислотами приводит к полному растворению магния и выделению водорода;
при нагреве на воздухе происходит сгорание металла с выделением теплоты и яркого свечения;
смесь магниевого порошка и активных окислителей взрывоопасна;
при увеличении температуры магний активно реагирует с водой.

В воздушной среде магний окисляется. Процесс формирует на поверхности защитную пленку, которая разрушается при нагреве до 600°C. Реакция сопровождается ослепительно-белой вспышкой пламени, образованием оксида и нитрида. Утилитарные свойства магния зависят от степени чистоты. В очищенном состоянии металл пластичен, легко подается механической обработке.

Магний в природе встречается в формах:

Металл в большой концентрации содержится в следующих материалах:

брусит;
кизерит;
бишофит и др.

Помимо минеральных залежей, металл обнаружен в:

морской воде;
рапе (насыщенном соляном растворе солей).

Места расположения залежей осадочного происхождения:

магнезит в гидротермальных источниках;
доломит в осадочных карбонатных прослойках;
самородные фрагменты металла, сформированные газами.

Строение электронных оболочек, электронная формула атома магния

Расположение магния в 3-м периоде указывает на наличие у металла трех электронных слоев. Один из них является внешним и содержит валентные электроны. Атом магния обладает положительно заряженным ядром (+12) с 12 протонами и 12 нейронами, что является разницей между атомным весом и порядковым номером. Вокруг ядра перемещаются 12 электронов, что отображено на схеме:

+ 12 M g ) 2 ) 8 ) 2

1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2

Магний является s-элементом. Энергетическая диаграмма атома металла с валентными электронами имеет следующий вид:

( M g 2 + ) . В соединениях вещество обладает степенью окисления +2.

M g 0 – 2 e → M g 2 +

Химические соединения, уравнения реакций

Качественная реакция в случае магния представляет собой взаимодействие соли магния с какой-либо щелочью. В результате образуется студенистый осадок гидроксида магния.

Взаимодействие хлорида магния и гидроксида калия с образованием гидроксида магния и хлорида калия:

M g C l 2 + 2 K O H = M g ( O H ) 2 + 2 K C I

Магний является сильным восстановителем, что объясняет способность металла реагировать практически со всеми неметаллами.

Взаимодействие магния с азотом при температуре 780-800°C с образованием нитрида магния:

3 M g + N 2 = M g 3 N 2

Сгорание магния в кислородной среде при температуре 600-650°C приводит к образованию оксида магния:

2 M g + O 2 = 2 M g O

Активная реакция магния на влажный хлор при комнатной температуре с образованием хлорида магния:

M g + C l 2 = M g C l 2

Реакция магния с водородом протекает при температуре 175°C в условиях высокого давления и при наличии катализатора M g I 2 . В результате образуется гидрид магния:

M g + H 2 = M g H 2

Магний способен активно вступать в химические реакции со сложными веществами.

Реакция магния с горячей водой с образованием гидроксида магния и водорода:

M g + 2 H 2 O = M g ( O H ) 2 ↓ + H 2 ↑

Взаимодействие магния с кислотами можно рассмотреть на примере реакции металла и разбавленной соляной кислоты с образованием хлорида магния и водорода:

M g + 2 H C l = M g C l 2 + H 2 ↑

Взаимодействие магния с разбавленной азотной кислотой приводит к синтезу нитрата магния, оксида азота (I) и выделению воды:

4 M g + 10 H N O 3 = 4 M g ( N O 3 ) 2 + 2 N 2 O ↑ + 5 H 2 O

При контакте магния с сероводородной кислотой в условиях нагрева до 500°C образуются сульфид магния и водород:

M g + H 2 S = M g S + H 2

Взаимодействие магния с газом аммиаком при температуре 600-850°C приводит к образованию нитрида магния и водорода:

3 M g + 2 N H 3 = M g 3 N 2 + 3 H 2

Примером реакции магния с оксидами является процесс взаимодействия металла с оксидом азота (IV) при температуре 150°C в вакууме, в этилацетилене образуется нитрат магния и оксид азота (II):

M g + 4 N O 2 = M g ( N O 3 ) 2 ↓ + 2 N O

Взаимодействие магния с оксидом кремния при температуре менее 800°C в атмосфере водорода приводит к образованию силицида магния и оксида магния:

4 M g + S i O 2 = M g 2 S i + M g O

При повышении температуры до 1000°C образуются кремний и оксид магния:

2 M g + S i O 2 = S i + 2 M g O

Производство, где применяется

Существует несколько способов получения магния. Наиболее распространенным является электролиз, который активно применяют в промышленных масштабах.

Электролиз расплава хлорида магния с образованием магния и хлора:

M g C l 2 = M g ↓ + C l 2 ↑

Разложение нитрида магния при температуре 700-1500°C с образованием магния и азота:

M g 2 N 2 = 3 M g + N 2

Восстановление оксида магния с помощью углерода при температуре выше 2000°C с образованием магния и угарного газа:

M g O + C = M g + C O

Восстановление оксида магния с помощью кальция при температуре 1300°C приводит к образованию магния и оксида кальция:

M g O + C a = C a O + M g

Некогда наиболее известной являлась область применения металла, связанная с производством фотоаппаратов с магниевой вспышкой. В настоящее время вещество получило распространение во многих отраслях промышленности. Материал используют в разных видах:

Применение магния в промышленности:

огнеупорные материалы, магний является сырьем для синтеза компонентов металлургических печей;
сырье для выработки легких и сверхлегких сплавов, необходимых для ракетостроения, авиастроения, автомобильной промышленности;
получение ферросиликомагния в виде сплава магния, кремния и железа для выплавки чугуна.

Магний используют при разработке оружия. Свойство металла гореть ослепляющим пламенем применяют в производстве таких боеприпасов, как:

зажигательные бомбы;
сигнальные ракеты;
трассирующие пули.

Научная и другие сферы применения магния:

изготовление энергоемких электрических батарей, сухих элементов на основе металла, его соединений;
производство линз и разной оптики с помощью компонентов в виде выращенных кристаллов фторида магния;
осушение газов с помощью перхлората магния;
электролит химических источников тока на основе бромида магния;
выпуск пиротехнической продукции;
соединения магния используют в медицине.

Современные ученые активно работают над созданием магниево-серных батарей. Такие аккумуляторы должны превосходить в эффективности и емкости ионно-литиевые батареи.

Биологическая роль и токсикология

Магний имеет большое значение для жизни и здоровья человека. Элемент изначально входит в состав живых организмов. Продукты повседневного питания, включая хлеб, молоко, мясо, содержат минимальное количество магния, который обеспечивает и нормализует следующие внутренние процессы:

белковый синтез;
работа нервной системы, сердца;
расширение сосудов;
отделение желчи;
функционирование желудочно-кишечного тракта;
выведение холестерина из организма;
сокращение мышц.

Магний является составным компонентом хлорофилла. Вещество участвует в процессе фотосинтеза. В хлорофилле содержится примерно 2,7 % магния от общей массы. Вещество сконцентрировано в зеленых частях растительных организмов. Магний влияет на механизм формирования в листьях пигментов, в том числе ксантофилла и каротина. Из него состоит запасное вещество — фитин, который содержат семена растений.

Определена суточная норма магния для взрослых людей. Она составляет 300 мг для женщин и 400 мг — для мужчин. Данная потребность может быть увеличена при наличии следующих факторов:

психические и физические нагрузки;
стресс;
злоупотребление алкоголем;
потливость.

При поступлении магния в организм усваивается лишь треть от общего количества вещества. Продукты с большой концентрацией магния:

какао;
отруби;
орехи;
тыквенные семечки;
зеленые овощи.

При избытке или дефиците магния развиваются такие патологии, как:

артрит, остеопороз;
судороги, мышечные спазмы;
головная боль;
сбои в работе пищеварительной системы, сердца;
бессонница, перманентная усталость, раздражительность.

Передозировка магния приводит к следующим последствиям:

пониженное артериальное давление;
тошнота, рвота;
угнетение центральной нервной системы, рефлекторной функции, дыхания;
кома, паралич дыхательных путей, сердца.

Магний обладает небольшой токсичностью. Опасен в процессе горения. Если смотреть на горящее вещество, можно обжечь сетчатку глаза и временно ослепнуть.

Магний весьма распространен в природе. В больших количествах он встречается в виде карбоната магния, образуя минералы магнезит MgCO₃ и доломит MgCO₃×CaCO₃. Сульфат и хлорид магния входят в состав минералов каинита KCl×MgSO₄×3H₂O и карналлита KCl×MgCl₂×6H₂O. Ион Mg 2+ содержится в морской воде, сообщая ей горький вкус. Общее количество магния в земной коре составляет около 2% (масс.).

В виде простого вещества магний представляет собой серебристо-белый (рис. 1), очень легкий металл. На воздухе он мало изменяется, так как быстро покрывается тонким слоем оксида, защищающего его от дальнейшего окисления.

Рис. 1. Магний. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса магния

Относительной молекулярная масса вещества (M_r) – это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (A_r) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии магний существует в виде одноатомных молекул Mg, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 24,304.

Изотопы магния

Известно, что в природе магний может находиться в виде трех стабильных изотопов 24 Mg (23,99%), 25 Mg (24,99%) и 26 Mg (25,98%). Их массовые числа равны 24, 25 и 26 соответственно. Ядро атома изотопа магния 24 Mg содержит двенадцать протонов и двенадцать нейтронов, а изотопов 25 Mg и 26 Mg– такое же количество протонов, тринадцать и четырнадцать нейтронов соответственно.

Существуют искусственные изотопы магния с массовыми числами от 5-ти до 23-х и от 27-ми до 40-ка.

Ионы магния

На внешнем энергетическом уровне атома магния имеется два электрона, которые являются валентными:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 .

В результате химического взаимодействия маний отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

Молекула и атом магния

В свободном состоянии магний существует в виде одноатомных молекул Mg. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу магния:

В организме взрослого человека содержится около 25 г магния, большая часть которого сосредоточена в костях в виде фосфатов и бикарбоната. Физиологическая роль магния обусловлена тем, что он является кофактором ряда важнейших ферментов углеводно-фосфорного и энергетического обменов, других ферментативных процессов. Магний участвует в качестве кофактора более чем в 300 ферментативных реакциях. Помимо этого, магний играет важную роль в биосинтезе белка, передаче генетической информации с участием ДНК и РНК, образовании циклического АМФ, который служит посредником при передаче гормональных сигналов клетке, участвует в метаболизме глюкозы.

Магний понижает возбудимость нервной системы, нормализует деятельность мышц, в т.ч. миокарда. Он обладает антиспастическим и сосудорасширяющим действием, стимулирует моторику кишечника и желчеотделение, способствует выведению холестерина, снижает свертываемость крови и риск камнеобразования в мочевых путях.

Всасывается магний в тонком кишечнике в виде комплексов с желчными кислотами. До 70% получаемого с пищей элемента выводится с калом.

Традиционные пищевые источники магния

Особенно богаты магнием продукты растительного происхождения, обеспечивающие 2/3 его поступления с пищей. Определенное количество магния потребляется с питьевой водой.

Магнием богаты: крупы, рыба, мясо, яйца, хлеб, бобовые, орехи, курага, брокколи, бананы.

Суточная потребность в магнии*

Среднее потребление магния в Российской Федерации 300 мг/сут. Установленные уровни потребности 200-500 мг/сут. Верхний допустимый уровень потребления не установлен.

Физиологическая потребность для взрослых - 400 мг/сут.

Физиологическая потребность для детей - от 55 до 400 мг/сут.

Роль магния в возникновении и течении различных заболеваний

Недостаточность магния алиментарного, экзогенного происхождения – редкое явление, чаще она возникает от его чрезмерных потерь при длительных поносах, хроническом алкоголизме. Дефицит магния в организме может возникать на фоне стресса и перенапряжения.

Основными симптомами недостаточности магния являются апатия, депрессивное настроение или тревожность, мышечная слабость, склонность к судорожным состояниям, нарушения сна, ухудшение памяти и внимания, нарушения сердечного ритма и работы ЖКТ. Эти состояния легко устраняются при назначении солей магния. Длительный дефицит магния может повышать риск отложения солей кальция в стенках артериальных сосудов, почках.

Дефицит магния у детей в первые годы жизни может быть одной из причин рахита, устойчивого к лечению витамином Д. В этом случае назначают витамин Д в комплексе с солями магния. Также у детей дефицит магния может приводить к нарушению развития, вегетативной дисфункции, психо-эмоциональным нарушениям.

Весь контент iLive проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.

У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.

Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.

Далеко не многие знают, какую важную роль играет магний (Mg) в человеческом организме. После воды и кислорода он считается одним из самых важных элементов в организме. Более 350 химических реакций не смогут пройти без участия магния, а они очень важны для нормальной работы организма.

Общая характеристика магния

Магний в организме человека является транквилизатором и антистрессовым минералом. Магний содержится в хлорофилле у растений, а также является незаменимым компонентом костей и зубов. Магний в сочетании с хлором содержится в морской воде, а в обычной – в виде ионов.

В человеческом организме содержится магния примерно 20 – 30 г. В жидкостях организма находится около 1% магния, в костной ткани – 40%, в тканях – около 59%.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8]

Сколько требуется магния в сутки?

Около 400-500 мг – именно столько нужно потреблять магния в сутки взрослому человеку.

[9], [10], [11], [12], [13], [14], [15]

При каких условиях может возрасти потребность в магнии?

Зачастую повысить потребление магния рекомендуют бодибилдерам и спортсменам, а также детям в период образования новых тканей (младенцы, дети грудного возраста). Беременным женщинам тоже стоит увеличить суточную дозу магния. То же касается и людей с высоким потреблением белков, при стрессовом состоянии и приеме мочегонных препаратов.

Усвояемость магния

Всасываются в нашем организме только органические соединения магния. Ими являются лактат или цитрат магния. Всасываются они в двенадцатиперстной кишке или в толстой. Сульфат натрия, как неорганическая соль, всасывается очень плохо.

Если в организме есть избыток жиров, кальция (Ca), натрия (Na) и фосфора (P), то всасываемость магния может быть очень низкой. Хоть пищевые волокна и связывают магний, он может быть утерян при избытке калия (K), кофеина и алкоголя вместе с выводом мочи.

[16], [17], [18], [19]

Полезное влияние магния на организм

Нормальное функционирование более 300 ферментов происходит благодаря именно магнию.

Совместно с фосфором (P) и кальцием (Ca), магний участвует в образовании костей. Магний помогает синтезировать белки и жиры, он необходим для обмена глюкозы, транспорта разнообразных веществ, участвует в выделении энергии. Благодаря магнию происходит синтез белков, передача наследственной информации и прохождение нервных импульсов. Магний требуется для нормальной работы сердечно-сосудистой системы, а если употреблять его в нужных дозах, то это снизит вероятность возникновения заболеваний сердца и сердечных приступов.

Магний способен очистить организм от токсических веществ, понизить уровень холестерина, нормализовать роботу мышц. Он, совмеcтно с витамином В6, может предупредить образование камней в почках. Если магния не хватает, то камни в почках состоят из соединения кальция(Ca) с фосфором (P), а если не хватает витамина В6 – из кальция (Ca) и щавелевой кислоты.

Взаимодействие магния с другими элементами организма

Вместе с фосфором (P) и натрием (Na), магний обеспечивает мышечную и нервную деятельность организма. В повышении эффективности магния принимает участие витамин D. Витамин В6 вместе с калием (K) повышают усвояемость магния, а при достаточном количестве магния калий (K) может удержаться в клетках. Магний и кальций (Ca) в организме интересно взаимосвязаны. Если в нем не хватает магния, то кальций (Ca) будет откладываться в органах и стенках разных сосудов. Также кальций (Ca) может откладываться, если в организме существует нехватка витамина Е.

Соотношение кальция (Ca) и магния в организме должно быть 1:0,6, иначе при недостатке магния кальций будет выводиться с мочой, а при превышении нормы кальция (Ca) возникнет нехватка магния.

[20], [21], [22], [23], [24]

Признаки недостатка магния

У людей нехватка магния выражается бессонницей, головокружением, плохим настроением, недовольством, усталостью и повышенной чувствительностью к шуму. При болях в голове, спазмах в желудке и сильном поносе стоит обратиться к врачу, ведь возможно, что это симптомы нехватки магния.

К признакам его дефицита также относят: сбои в работе сердца, скачки давления, мышечные спазмы, ломкость волос, ногтей и судороги. Если вы заметили такие признаки, обратитесь к врачу, и он подскажет вам, как восстановить уровень магния в организме.

[25], [26], [27], [28], [29]

Признаки переизбытка магния в организме

У людей с переизбытком магния в организме могут возникать: поносы, заторможенность, потеря координации, затруднения в речи и сонливость. Возникнуть переизбыток магния может, например, при приеме магнийсодержащих препаратов, если, конечно, не компенсировать их определенным количеством кальция (Ca).

[30], [31], [32]

Влияние на содержание магния в продуктах

Любая обработка продуктов сильно снижает содержание магния в них. А все потому, что после отмачивания продуктов воду, насыщенную магнием, больше не используют. К тому же химическая обработка овощей от вредителей значительно снижает усвояемость магния из грунта.

[33], [34], [35], [36]

Почему может возникнуть дефицит магния?

Недостаток магния в организме возникает при болезнях почек, при поносах, при приеме противозачаточных препаратов и эстрогенов, приеме мочегонных средств, фолиевой кислоты, большого количества кофеина и алкоголя. Выводится большое количество магния при выделении адреналина в стрессовых ситуациях. Значительно уменьшить количество магния может голодание, токсикоз или диабет. При обильном потоотделении магний также может выводиться из организма.

В каких продуктах магний содержится?

Для того, чтобы поднять уровень магния в организме, стоит употреблять больше таких каш, как овсянка, ячневая каша, гречка и пшено.

Они пополнят ваш организм на 130 - 260 мг магния. Орехи тоже очень насыщены магнием, к примеру, кешью содержат до 270 мг магния, кедровые орешки – 234 мг, миндаль – 235 мг, фисташки – 200 мг, а арахис – 180 мг магния. Как ни странно, морская капуста также содержит много магния - до 170 мг. Употребляйте эти продукты, и вы не будете знать, что такое болезни!

Читайте также: