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镁化学元素

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镁化学元素
镁化学元素
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镁(Mg),化学元素,元素周期表第2(IIa)类的碱土金属之一和最轻的结构金属。它的化合物广泛用于建筑和医学,镁是所有细胞生命必不可少的元素之一。

碱土金属

是铍(Be),镁(Mg),钙(Ca),锶(Sr),钡(Ba)和镭(Ra)。

元素属性

原子数 12
原子重量 24.305
熔点 650°C(1,202°F)
沸点 1,090°C(1,994°F)
比重 在20°C(68°F)下为1.74
氧化态 +2
电子配置 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2

发生,性质和用途

最初由诸如泻盐(硫酸盐),氧化镁或氧化镁(氧化物)和菱镁矿(碳酸盐)之类的化合物所知,银白色元素本身并非自然存在。它最初是由汉弗莱·戴维爵士(Sir Humphry Davy)于1808年分离的,他从电解湿氧化镁和氧化汞的混合物制成的镁汞合金中蒸发了汞。镁的名称来自镁矿,镁矿是色萨利(希腊)的一个地区,最早发现这种矿物是氧化镁。

镁是地壳中含量最高的第八种元素(约占2.5%),是仅次于铝和铁的第三大结构金属。它的宇宙丰度估计为9.1×10 5原子(在硅丰度= 10 6原子的范围内)。它以碳酸盐(菱镁矿,MgCO 3和白云石,CaMg(CO 32)以及许多常见的硅酸盐(包括滑石,橄榄石和大多数石棉)形式出现。它也被发现为氢氧化物(青石),氯化物(盐卤石,KMgCl 3 ∙6H 2 O)和硫酸盐(褐铁矿)。它分布在蛇纹石,绿泥石和海泡石等矿物质中。海水中约含0.13%的镁,大部分为溶解的氯化物,赋予其独特的苦味。

镁的商业化生产是通过电解熔融氯化镁(MgCl 2),主要从海水中进行处理,以及通过用合适的还原剂直接还原其化合物,例如氧化镁或煅烧白云石与硅铁的反应(Pidgeon工艺) 。(请参阅镁加工。)

一次,镁被用于照相闪光灯色带和粉末,因为它以细碎的形式在强白光下在空气中燃烧。它仍然在爆炸和烟火设备中得到应用。由于其密度低(仅为铝的三分之二),因此已在航空航天工业中得到广泛使用。但是,由于纯金属的结构强度低,因此镁主要以合金的形式使用(主要是铝,锌和锰的比例不超过10%),以提高其硬度,拉伸强度以及铸造,焊接的能力,并进行加工。合金均采用铸造,轧制,挤压和锻造技术,并且通过正常的成型,连接和机加工操作进一步制造所得的片材,板材或挤压件。镁是最容易加工的结构金属,经常用于需要大量机加工的场合。镁合金有许多用途:它们用于飞机,航天器,机械,汽车,便携式工具和家用电器的零件。

镁的导热率和电导率及其熔点与铝非常相似。铝受到碱的侵蚀,但对大多数酸具有抵抗力,而镁却对大多数碱具有抵抗力,但易受大多数酸侵蚀而释放出氢(铬酸和氢氟酸是重要的例外)。在常温下,由于形成了一层薄薄的氧化物保护皮,因此在空气和水中都是稳定的,但会受到蒸汽的侵蚀。镁是一种强大的还原剂,可用于从其化合物生产其他金属(例如钛,锆和ha)。它直接与许多元素发生反应。

镁在自然界中以三种同位素的混合物形式存在:镁24(占79.0%),镁26(占11.0%)和镁25(占10.0%)。已经制备了十九种放射性同位素;镁28的半衰期最长,为20.9小时,并且是β发射体。尽管镁26不具有放射性,但它是铝26的子核素,其半衰期为7.2×10 5年。在某些陨石中发现了镁26的含量升高,并且已将镁26与镁24的比例用于确定其年龄。

到21世纪第二个十年,镁的主要生产国包括中国,俄罗斯,土耳其和奥地利。