Магни

Магни, ₁₂Mg
	Магнигийн спектрийн шугам
Ерөнхий шинж чанарууд
Нэр, тэмдэг	магни, Mg
Гадаад байдал	гялтгар саарал хатуу (хуурай)
Англи дуудлага	/mæɡˈniːziəm/ ; mag-NEE-zee-əm
Магни-ийн үелэх систем дэх байрлал
	натри ← магни → хөнгөн цагаан
Цэнэгийн тоо (Z)	12
Атом масс (Ar)	24.305 (24.304–24.307)
Элементийн ангилал	газрын шүлтэт металл
Бүлэг, блок	бүлэг 2 (газрын шүлтэт металл), s-блок
Үе	үе 3
Электрон бүтэц	[Ne] 3s2
давхарга бүрт	2, 8, 2
Физик шинж чанарууд
Төлөв	хатуу
Хайлах температур	923 K (650 °C, 1202 °F)
Буцлах температур	1363 K (1091 °C, 1994 °F)
Нягт т.т.	1.738 г/см3
шингэн үед,х.т.	1.584 г/см3
Хайлах энтальп	8.48 Ж/моль
Уурших энтальп	128 кЖ/моль
Хувийн дулаан шингээлт	24.869 Ж/(моль·K)
Атомын шинж чанар
Исэлдэлтийн зэрэг	+2, +1 (хүчтэй суурилаг исэл)
Цахилгаан сөрөг чанар	Полингийн шаталбар: 1.31
Ионжилтын энерги	1 дэх: 737.7 кЖ/моль ; 2 дахь: 1450.7 кЖ/моль ; 3 дахь: 7732.7 кЖ/моль ; (илүү үзэх)
Атомын радиус	эмпирик: 160 пм
Ковалент радиус	141±7 pm
Ван дер Ваальсийн радиус	173 pm
Бусад
Талст бүтэц	гексагонал нягт бүтэцтэй (гнб)
Дууны хурд нарийн савх	4940 m/s (т.т.) (шатаасан)
Дулааны тэлэлт	24.8 µm/(m·K) ( 25 °C-д)
Дулаан дамжуулалт	156 W/(m·K)
Цахилгаан эсэргүүцэл	43.9 nΩ·m ( 20 °C-д)
Соронзон чанар	парасоронзон
Юнгийн модуль	45 GPa
Хөдөлгөх модуль	17 GPa
Эзлэхүүний модуль	45 GPa
Пуассоны коэффициент	0.290
Моосын хатуулаг	1–2.5
Бринеллийн хатуулаг	44–260 MPa
CAS дугаар	7439-95-4
Түүх
Нэрийн үүсэл	Магнезиа, Грекийн нэгэн ЗЗ нэгж
Нээсэн	Жосеф Блэк (1755)
Анх ялгасан	Гемфри Дэви (1808)
Хамгийн тогвортой изотопууд
	үзэх · хэлэлцэх · засах· эх сурвалж

Магни нь мөнгөлөг цагаан өнгөтэй металл, хөнгөн цагаанаас хөнгөн. Агаарт хялбархан исэлдэж MgO үүсгэнэ. Магни галогенуудтай хялбархан харилцан үйлчлэлцэх ба хүхэр, азоттой халаахад урвалд орж исэлдэнэ.

Гарган авах

Магнийг MgCl₂ –г электролизод оруулан гарган авна. Хайлах температурыг багасгахын тулд KCl эсвэл NaCl-г нэмж өгдөг. Катодод төмөр электрод, анодод бал чулуун элекродыг хэрэглэдэг. Электролиз явагдсаны үр дүнд катод дээр магни, анод дээр хлор ялгарна. Мөн магнийг металлотермийн ба нүүрстермийн аргаар гаргаж болно. Эхлээд доломитыг улайсган дараа нь түүнийг 1200-1300°С-т ферросилициум буюу алюмосилициумаар ангижруулна.

Хоёр дахь тохиолдолд 2100°С-т нүүрсээр ангижруулан магнийг гарган авдаг.

MgO + C = Mg + CO

Хими шинж

Магни устөрөгчтэй шууд харилцан үйлчлэлцэхгүй. MgH₂ ковалент холбоот нэгдэл бөгөөд дулаанд тогтвортой нэгдэл байдаг. Усны үйлчлэлээр задарна.

MgH₂ + 2HOH = Mg(OH)₂ + 2H₂

Магни HF ба H₃PO₄-ээс бусад хүчилтэй эрчимтэй харилцан үйлчлэлцэнэ.

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂

Шингэлсэн HNO₃ магнитай харилцан үйлчлэлцэж, N₂O буюу NH₄NO₃ болтлоо ангижирна.

4Mg + 10HNO₃(шин) = 4Mg(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O

4Mg + 10HNO₃(их шин) = 4Mg(NO₃)₂ + N₂O + NH₄NO₃ + 3H₂O

Магнийн исэл

MgO Магнийн оксид цагаан өнгөтэй нунтаг, усанд муу уусдаг бодис юм.

MgCO₃ = MgO + CO₂

Магнийн исэл нь суурийн исэл бөгөөд химийн идэвхтэй. CO₂-г шингээж карбонат болон хувирна. Өндөр температурт халаавал хатуурч, химийн идэвхгүй болно.

Магнийн гидроксид

Mg(OH)₂. Энэ нь цагаан өнгөтэй, дунд зэргийн хүчтэй суурь юм.

Mg²⁺-н ихэнх давсууд усанд уусдаг, харин Mg₃PO₄, MgCO₃ ба MgF₂ усанд муу уусдаг. Магнийн ихэнх нэгдлүүдийн шинж чанар Li⁺-н нэгдлүүдийн шинж чанартай адил төстэй байдаг. Магнийн ⁺² цэнэгтэй ионы усан уусмалуудад координацын тоо 6-тай тэнцүү гексааквакомплексууд үүссэн байх ба комплекс ион нь хүчлийн шинж чанар үзүүлдэггүй. Магнийн давсуудыг усан уусмалаас талсжуулахад 6 молекул устай талст гидратуудыг Mg(NO₃)₂ үүсгэдэг.

Магни ба түүний нэгдлүүдийг хэрэглэх

Цэвэр магни хөнгөн, бөх бат чанар бага учир хэрэглэгдэх хүрээ бага байдаг. Цэвэр магнийг гол төлөв далайн онгоцны эд ангийг зэврэлтээс хамгаалахад сөрөг электрод болгон хэрэглэнэ. Магнийн хөнгөн цагаан, цайр ба мангантай үүсгэсэн хайлшууд ихээхэн ач холбогдолтой байдаг. Тийм хайлшийг агаарын болон сансрын техникт, магнийг цөмийн реакторт хэрэглэнэ. Магнийн ионыг (Mg²⁺) таньж илрүүлэхийн тулд аммонийн гидроксид ба аммонийн хлоридын байлцаатайгаар (магнийн гидроксид үүсэхээс хамгаалж) натрийн гидрофосфаттай харилцан үйлчлэлцүүлж магни аммонийн фосфатын цагаан тунадас үүсгэх урвалыг ашигладаг.

Магнийг нээсэн нь

Асбест, тальк, доломит, нефрит зэрэг магнийн нэгдлүүдийг өнө эртнээс янз бүрийн зорилгоор хэрэглэж байжээ.

Гэхдээ тэднийг биеэ даасан бодис биш харин шохойн нэг төрлүүд гэж үзэж байжээ. 1618 онд Г.Викер Англид Эпсомын дэргэд рашаан нээсэн байна. 1695 онд энэ рашааны уснаас эмчилгээний зорилгоор хэрэглэдэг нэгэн гашуун давс болох магнийн сульфатыг илрүүлжээ. Хожим эрдэмтэд давснаас нь ялгасан далайн усан дээр хүхрийн хүчил нэмэх замаар эпсомын давсыг зохиомлоор гаргаж болно гэж үзжээ. Эпсомын ба глауберийн давсны (натрийн сульфат) ялгааг тогтоосон авч шохой, цагаан магнези хоёрын ялгааг удаан хугацаагаар гаргаж чадаагүй юм. Үүнийг дараа тэдгээр бодисуудын сульфатууд усанд янз бүр уусдаг болохыг тогтоож Ж.Блэк анх удаа нээсэн байна. К.Ньюманы саналаар пиролюзит болох хар магнезигаас ялгаж авсан магнийн оксидыг цагаан магнези гэж нэрлэж байв. 1808 онд Хэмфри Дэви чийглэсэн цагаан магнезийг HgO-той холин электролиз явуулж шинэ металлын амальгама гаргажээ. Амальгамаас ялган авсан металлыг магни гэж нэрлэжээ. Тэрээр үнэндээ тийм ч цэвэр биш, маш бага хэмжээний металл гаргасан юм. Харин ихээхэн хэмжээний цэвэр металлыг 1831 онд Францын химич А.Бюсси гарган авч “магнезия” гэсэн үгнээс үндэслэн уг элементийг магни гэж нэрлэжээ.

Байгальд орших

Магни бараг 200 шахам эрдсийн найрлагад оролцдог. Чухал эрдсүүдийн тоонд доломит CaCO₃∙MgCO₃, магнезит MgCO₃, карналлит KCl∙MgCl₂∙6H₂O, шпинель (Mg,Fe)2Al₂O₄ орно. Ихээхэн хэмжээний магни тэнгисийн усанд, ургамлын ертөнцөд байдаг.

Карналлит

KMgCl₃∙6H₂O. Химийн найрлагад Mg-8.7%, K-14.1%, Cl-38.3%, H2O-38.9%. Хольц байдлаар Br, Rb, Cs, Li, Ga орно. Ромбо сингонид талстжина. Симметрийн төрөл 3L23PC. Байгаль дээр мөхлөгт агрегатын байдлаар их байна. Талст байдлаар ховор тохиолдоно. Карналлит өнгөгүй буюу цагаан өнгөтэй байна. Шилэн гялбаатай, хатуулаг 2-3, бутрамхай, нягт 1.60 г/см³. Карналлит нь галит, сильвины хамт тунамал процесст их үүснэ. Ассоциаци үүсгэдэг эрдэс нь гипс, ангидрит, галит, полигалит, кизерит, камнит, сильвин. Кали буюу магнийн хүдэр болж ашиглагдана.

Доломит

CaMg[CO₃]₂. Химийн найрлаган CaO-30.4%, MgO-21.7%, CO₂-47.9%, хольц байдлаар Fe, Mn, Zn, Ni, Co ордог. Тригональ сингонид талстжина. Симметрийн төрөл L36C. Доломит нь гантиг маягийн цул нягт агрегатыг үүсгэнэ. Энгийн дүрсүүд нь ромбоэдр байна. Доломит цайвар саарал өнгөтэй шилэн гялбаатай, ромбоэдрийн талын дагуу сайн хуваагдалтай, хатуулаг 3.5-4, нягт 2.8-2.9 г/см³. Таних гол онцлог шинж нь химийн найрлага оптикийн шинжүүдээр танигдана. Экзогин процесст үүснэ. Хамгийн их үүсэх тохиромжтой нөхцөл нь магнийн давс буюу шохойн чулуун дундуур халуун усан уусмал үйлчлэхэд үүснэ.

Доломит нь сидерит, серпентин, тальк, брусит зэрэг эрдсүүдтэй хамт дайралддаг. Доломит галд тэсвэртэй материал болохоос гадна металлурги, барилга, химийн үйлдвэрт өргөнөөр хэрэглэгдэнэ.

Эшлэл

↑ Conventional Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
↑ Standard Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
↑ Bernath, P. F., Black, J. H., & Brault, J. W. (1985). "The spectrum of magnesium hydride" (PDF). Astrophysical Journal. 298: 375. Bibcode:1985ApJ...298..375B. doi:10.1086/163620.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[CIAAW-1] Conventional Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights

[IUPAC-2] Standard Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights

[3] Bernath, P. F., Black, J. H., & Brault, J. W. (1985). "The spectrum of magnesium hydride" (PDF). Astrophysical Journal. 298: 375. Bibcode:1985ApJ...298..375B. doi:10.1086/163620.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[1]

[2]

[3]