Атомно-молекулярное учение и его законы

Нахождение в природе. Содержание магния в земной коре составляет 1,87 %. Соединения его встречаются в различных минералах. Карбонат магния входит в состав доломита СаСО₃·МgСО₃, и магневита МgСО₃, хлорид — в состав карналлита КСl·МgСl₂·6Н₂О, сульфат магния — в состав каинита КСl·МgSO₄·6Н₂О. Значительное количество солей магния содержится в морской воде, придавая ей горьковатый вкус.
Физические свойства. Магний — серебристо-белый металл с плотностью 1,74 г/см³, плавится при 651 С, кипит при 1110 С. На холоду магний покрывается оксидной пленкой, которая предохраняет его от дальнейшего окисления кислородом воздуха.
Химические свойства. Магний — активный металл. Если разрушить оксидную пленку на его поверхности, он легко окисляется кислородом воздуха. При нагревании магний энергично взаимодействует с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом, кремнием и другими элементами:
2 Мg + O₂ = 2 МgО (оксид магния)
Мg + Сl₂ = МgСl₂ (хлорид магния)
3 Mg + N₂ = Мg₃N₂ (нитрид магния)
3 Мg + 2 Р= Мg₃Р₂ (фосфид магния)
2 Мg + Si = Мg₂Si (силицид магния)
Магний не растворяется в воде, однако при нагревании довольно активно взаимодействует с парами воды:
Мg + Н₂О = МgО + Н₂
Магний легко отнимает кислород и галогены у многих металлов, поэтому его используют для получения редких металлов из их соединений:
3Мg + МоО₃ = 3 МgО + Мо
2Мg + ZrСl₄ = 2 МgСl₂ + Zr
Он горит в атмосфере углекислого газа:
Мg + СО₂ = МgО+ СО
или
2 Мg + СО₂ = 2 МgО + С
и хорошо растворяется в кислотах:
Мg + Н₂SO₄ = МgSО₄ + Н₂
4 Мg + 10 НNО₃ = 4 Мg(NО₃)₂ + N₂O + 5 Н₂О
Получение. Магний получают электролизом расплавов его солей. Электролитом служит чистый обезвоженный карналлит, анодом — графитовый стержень, катодом — железный. Полученный жидкий магеий всплывает на поверхность и его собирают черпалками. В ходе электролиза к электролиту добавляют хлорид магния. В последнее время магний получают также восстановлением его из оксида карбидом кальция, аморфным углеродом или кремнием. Процесс восстановления карбидом протекает при температуре 1200, углеродом — при 2000, а кремнием — при 12001300 С. Во избежание взаимодействия образующихся в ходе реакции металлического магния и SiО₂ в реакцию вводят не MgО, а обожженный доломит — смесь оксидов кальция и магния:
МgО + СаС₂ = СаО + Мg + 2 С (1200 С)
МgО + С = Мg + СО (2000 С)
2 МgО + СаО + Si = СаSiO₃ + 2 Мg (12001300 С)
Применение. Магний применяется для получения многих легких сплавов, в частности дюралюминия. Добавка магния к чугуну улучшает механические свойства последнего. Магний применяют как восстановитель при получении редких металлов (Nb, Та, Мо, W, Тl, Zr, Нf и др.) и некоторых неметаллов (например, Si).