Загальна характеристика магнію
Магній - дванадцятий елемент Періодичної таблиці. Позначення - Mg від латинського «magnesium». Розташований в третьому періоді, IIА групі. Відноситься до металів. Заряд ядра дорівнює 12.
Магній дуже поширений в природі. У великих кількостях він зустрічається у вигляді карбонату магнію, утворюючи мінерали магнезит MgCO3 і доломіт MgCO3 × CaCO3. Сульфат і хлорид магнію входять до складу мінералів каинита KCl × MgSO4 × 3H2 O і карналіту KCl × MgCl2 × 6H2 O. Іон Mg 2+ міститься в морській воді, повідомляючи їй гіркий смак. Загальна кількість магнію в земній корі становить близько 2% (мас.).
У вигляді простого речовини магній є сріблясто-білий (рис. 1), дуже легкий метал. На повітрі він мало змінюється, так як швидко покривається тонким шаром оксиду, що захищає його від подальшого окислення.
Мал. 1. Магній. Зовнішній вигляд.
Атомна і молекулярна маса магнію
Відносної молекулярна маса речовини (Mr) - це число, яке показує, у скільки разів маса даної молекули більше 1/12 маси атома вуглецю, а відносна атомна маса елемента (Ar) - у скільки разів середня маса атомів хімічного елемента більше 1/12 маси атома вуглецю.
Оскільки у вільному стані магній існує у вигляді одноатомних молекул Mg, значення його атомної і молекулярної мас збігаються. Вони рівні 24,304.
ізотопи магнію
Відомо, що в природі магній може перебувати у вигляді трьох стабільних ізотопів 24 Mg (23,99%), 25 Mg (24,99%) і 26 Mg (25,98%). Їх масові числа рівні 24, 25 і 26 відповідно. Ядро атома ізотопу магнію 24 Mg містить дванадцять протонів і дванадцять нейтронів, а ізотопів 25 Mg і 26 Mg- така ж кількість протонів, тринадцять і чотирнадцять нейтронів відповідно.
Існують штучні ізотопи магнію з масовими числами від 5-ти до 23-х і від 27-ми до 40-ка.
Іони магнію
На зовнішньому енергетичному рівні атома магнію є два електрона, які є валентними:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2.
В результаті хімічної взаємодії маній віддає свої валентні електрони, тобто є їх донором, і перетворюється в позитивно заряджений іон:
Mg 0 -2e → Mg 2+.
Молекула і атом магнію
У вільному стані магній існує у вигляді одноатомних молекул Mg. Наведемо деякі властивості, що характеризують атом і молекулу магнію:
сплави магнію
Головна область застосування металевого магнію - це отримання на його основі різних легких сплавів. Надбавка до магнію невеликих кількостей інших металів різко змінює його механічні властивості, повідомляючи сплаву значну твердість, міцність і опірність корозії.
Особливо цінними властивостями володіють сплави, звані електронами. Вони відносяться до трьох системах: Mg-Al-Zn, Mg-Mn і Mg-Zn-Zr. Найбільш широке застосування мають сплави системи Mg-Al-Zn, що містять від 3 до 10% алюмінію і від 0,2 до 3% цинку. Перевагою магнієвих сплавів є їх мала густина (близько 1,8 г / см 3).
Приклади розв'язання задач
Скласти термохімічне рівняння реакції горіння магнію, якщо відомо, що при згорянні магнію масою 2,4 г виділяється 60,12 кДж теплоти.
Запишемо рівняння реакції горіння магнію:
Знайдемо теоретичну масу магнію (розрахована за термохімічне рівняння реакції):
m (Mg) = n (Mg) × M (Mg);
m (Mg) = 2 × 24 = 48 м
Нехай в ході реакції виділиться х кДж теплоти. Складемо пропорцію:
2,4 г - 60,12 кДж;
48 г - х кДж.
Звідси х буде дорівнює:
х = 60,2 × 48 / 2,4 = 1127,25.
Значить в ході реакції горіння магнію виділяється 1127,25 кДж теплоти. Термохімічне рівняння реакції має вигляд:
2Mg + O2 = 2MgO + 1127,25кДж.