Magnez

Magnez

{{{poprzedni w okresie}}} ← magnez → {{{następny w okresie}}}
{{{poprzedni w grupie}}} ↑ Mg ↓ {{{następny w grupie}}} 12 Mg
Wygląd
{{{wygląd}}}
[[Plik:{{{1. grafika}}}|120x240px|{{{opis 1. grafiki}}}]] [[Plik:{{{2. grafika}}}|120x240px|{{{opis 2. grafiki}}}]] {{{opis 1. grafiki}}} {{{opis 2. grafiki}}}
[[Plik:{{{3. grafika}}}|240x240px|{{{opis 3. grafiki}}}]] {{{opis 3. grafiki}}}
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	magnez, Mg, 12 (łac. {{{nazwa łacińska}}})
Grupa, okres, blok	2, 3, s
Stopień utlenienia	2
Właściwości metaliczne	{{{właściwości metaliczne}}}
Właściwości tlenków	{{{właściwości tlenków}}}
Masa atomowa	24,305 u
Stan skupienia	stały
Gęstość	1738 kg/m³
Temperatura topnienia	923 °C ({{{tt warunki niestandardowe}}}){{{tt źródło}}}
Temperatura wrzenia	1363 °C ({{{tw warunki niestandardowe}}}){{{tw źródło}}}
Numer CAS	{{{numer CAS}}}Brak numeru CAS
PubChem	{{{PubChem}}}
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny • van der Waalsa 150 (obl. 145) pm 130 pm 173 pm Konfiguracja elektronowa [Ne]3s2 Zapełnienie powłok {{{zapełnienie powłok}}} (wizualizacja powłok) Elektrony walencyjne {{{elektrony walencyjne}}} Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda {{{elektroujemność w skali Paulinga}}} {{{elektroujemność w skali Allreda}}} Potencjały jonizacyjne I 737,7 kJ/mol II 1450,7 kJ/mol III 7732,7 kJ/mol
Właściwości fizyczne Punkt potrójny {{{punkt potrójny}}} Ciepło parowania 127,4 kJ/mol Ciepło topnienia 8,954 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 361 Pa (923 K) Rezystywność {{{rezystywność}}} Konduktywność 22,6×106 S/m Ciepło właściwe 1020 J/(kg*K) Przewodność cieplna 156 W/(m*K) Układ krystalograficzny {{{układ krystalograficzny}}} Twardość • w skali Mohsa • w skali Brinella {{{twardość w skali Mohsa}}} {{{twardość w skali Brinella}}} Prędkość dźwięku 4602 m/s (293,15 K) Moduł Younga {{{moduł Younga}}} Moduł Kirchhoffa {{{moduł Kirchhoffa}}} Współczynnik sprężystości objętościowej {{{współczynnik sprężystości objętościowej}}} Właściwości magnetyczne {{{właściwości magnetyczne}}} Objętość molowa 14,00-6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 22Mg {syn.} 3,9 s β+ 4,785 22Na 23Mg {syn.} 11,3 s β+ 4,057 23Na 24Mg 78,99% stabilny izotop z 12 neutronami 25Mg 10% stabilny izotop z 13 neutronami 26Mg 11,01% stabilny izotop z 14 neutronami 27Mg {syn.} 9,45 min β- 2,610 27Al 28Mg {syn.} 20,9 h β- 1,832 28Al
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

{{Pierwiastek infobox}} Sugerowane pola (wstaw w kodzie): | właściwości magnetyczne = | poprzedni w grupie = | następny w grupie = | 1. grafika = | 2. grafika = | wygląd = | elektrony walencyjne = | rezystywność = | tk i ck źródło = | twardość w skali Mohsa = | numer CAS = | następny w okresie = | nazwa łacińska = | moduł Kirchhoffa = | tt warunki niestandardowe = | wikisłownik = | opis 2. grafiki = | zapełnienie powłok = | układ krystalograficzny = | tw warunki niestandardowe = | opis 3. grafiki = | tw źródło = | elektroujemność w skali Paulinga = | twardość w skali Brinella = | punkt potrójny = | PubChem = | commons = | moduł Younga = | współczynnik sprężystości objętościowej = | poprzedni w okresie = | właściwości metaliczne = | 3. grafika = | elektroujemność w skali Allreda = | właściwości tlenków = | tt źródło = | opis 1. grafiki = Nieznane pola: "struktura krystaliczna", "poprz. w grupie", "grafika", "opis", "V potencjał jonizacyjny", "e- na poziom energetyczny", "IV potencjał jonizacyjny", "nast. w okresie", "twardość", "elektroujemność Allred", "elektroujemność Pauling", "poprz. w okresie", "VI potencjał jonizacyjny", "własności kwasowe tlenków", "VIII potencjał jonizacyjny", "własności metaliczne", "VII potencjał jonizacyjny", "nast. w grupie" oraz "kolor".

Magnez (Mg, łac. magnesium) – pierwiastek chemiczny, metal ziem alkalicznych (druga grupa główna układu okresowego). Izotopy stabilne magnezu to ²⁴Mg, ²⁵Mg oraz ²⁶Mg.

Magnez po raz pierwszy został uznany za pierwiastek przez Josepha Blacka, zaś wyodrębniony w formie czystej w 1808 roku przez Humphry'a Davy'ego. Jako pierwszy polską nazwę – magnez – zaproponował Filip Walter.

Występowanie

Magnez jest jednym z najpospolitszych pierwiastków, występuje w skorupie ziemskiej w ilości 2,74% pod postacią minerałów: dolomitu, magnezytu, kizerytu, biszofitu, karnalitu, kainitu i szenitu. W wodzie morskiej występuje w ilości około 1200 ppm, w postaci roztworu soli Mg²⁺. Nie występuje w postaci pierwiastkowej.

Otrzymywanie

Magnez można otrzymać poprzez redukcję tlenku magnezu węglem lub elektrolizę stopionego chlorku magnezu.

Związki

Najważniejsze związki magnezu to tlenek magnezu, wodorotlenek magnezu oraz sole. Roztwory wodne, w których występuje duże stężenie jonów Mg²⁺ mają gorzki smak.

Siarczan magnezu, tzw. sól gorzka, znajduje zastosowanie jako środek przeczyszczający, a w formie bezwodnej jako osuszacz.

Właściwości fizyczne i chemiczne

Magnez jest srebrzystobiałym metalem, który staje się kowalny w wysokiej temperaturze, dość łatwo utlenia się na powietrzu, ale podobnie jak w przypadku glinu, proces korozji magnezu jest zatrzymywany przez pasywację. Pasywacji ulega także w stężonym (98%) kwasie siarkowym (istnieją jednak doniesienia o opornym rozpuszczaniu się magnezu w stęż. H₂SO₄ (Bunsen), z wydzielaniem SO₂ (Liebig) lub H₂S i S (A. Ditte)) i wobec par jodu (brak reakcji do temp. 600 °C). Pasywacyjna warstwa trudnorozpuszczalnego fluorku magnezu chroni go też przed działaniem kwasu fluorowodorowego.

Powoli reaguje z gorącą wodą (>70 °C) tworząc wodorotlenek magnezu. Jest całkowicie odporny na działanie alkaliów, natomiast energicznie reaguje z kwasami z wytworzeniem odpowiednich soli i wydzieleniem wodoru. Kationy Mg²⁺ należą do V grupy kationów.

Na powietrzu spala się oślepiającym białym płomieniem. Produktem głównym jest tlenek magnezu, któremu towarzyszy azotek magnezu:

2Mg + O₂ → 2MgO

Mg + N₂ → Mg₃N₂

Spalanie podtrzymywane jest także w atmosferze pary wodnej i dwutlenku węgla:

Mg + H₂O → MgO + H₂

2Mg + CO₂ → 2MgO + C (sadza)

Magnez rozpuszcza się po podgrzaniu w metanolu i etanolu, z wytworzeniem odpowiednich alkoholanów magnezu. Reakcje te inicjowane są przez jod, a inhibowane przez wodę w ilości powyżej 1%:

2ROH + Mg → Mg(OR)₂ + H₂↑

Magnez reaguje też z halogenkami organicznymi z wytworzeniem związków Grignarda:

R-X + Mg → R-Mg-X (X = Cl, Br, I)

Zastosowanie

Magnez metaliczny wykorzystuje się w chemii organicznej do otrzymywania związków Grignarda, oraz w postaci prętów do ochrony przed korozją pojemnościowych podgrzewaczy wody, wykonanych z stali(anoda magnezowa, montowana wewnątrz zbiornika)

Stopy magnezu z miedzią są wykorzystywane w przemyśle lotniczym i kosmicznym, tam gdzie stopy tytanu i glinu są za ciężkie. Stopy magnezu z litem są stopami o jednej z najniższych gęstości i lepszym niż dla innych stopów stosunku wytrzymałości mechanicznej do masy. W podobnych zastosowaniach wykorzystywane są także magnale (stopy glinu z magnezem) oraz elektrony (stopy magnezu, glinu, cynku, manganu i krzemu).

Ze stopów magnezowych coraz częściej wykonuje się obudowy urządzeń elektronicznych i precyzyjnych, np.: obudowy notebooków, kamer filmowych i video oraz aparatów fotograficznych.

Znaczenie biologiczne

Magnez wchodzi w skład chlorofilu, jony magnezu odgrywają też dużą rolę w utrzymywaniu ciśnienia osmotycznego krwi i innych tkanek, oraz utrzymywaniu właściwej struktury rybosomów. Jest składnikiem kości, obniża stopień uwodnienia koloidów komórkowych, uczestniczy w przekazywaniu sygnałów w układzie nerwowym.

Objawy niedoboru magnezu u roślin: więdnięcie, chloroza liści, zahamowanie fotosyntezy.

Rola magnezu w organizmie człowieka

Zapotrzebowanie na magnez u osób dorosłych wynosi 300-400 mg na dobę i chociaż w naturalnym środowisku bogato występuje w spożywanych przez człowieka pokarmach, jest go coraz mniej w wyniku nawożenia chemicznego gleby związkami zawierającymi potas oraz stosowania nadmiernej ilości konserwantów żywności. Inne przyczyny niedoboru magnezu to: nadużywanie alkoholu, picie kawy, stosowanie hormonalnych środków antykoncepcyjnych, stres, spożywanie nadmiernych ilości tłuszczów, niewydolność nerek.

Objawy niedoboru magnezu u człowieka:

• zwiększenie pobudliwości nerwowo-mięśniowej oraz osłabienia i nieprawidłowości pracy serca, czego ofektem są:
• nagłe zawroty głowy
• bolesne skurcze łydek
• uczucia odrętwienia i mrowienia w kończynach
• wzmożone wypadanie włosów
• łamanie się paznokci
• próchnica zębów
• rozdrażnienia, lęki
• stan zagubienia oraz stan depresyjny
• trudności w koncentracji
• zaburzenia snu, nocne poty
• kołatanie serca, arytmii
• bóle głowy, mdłości
• biegunka
• drgania jednej z powiek, czy też częściowo górnych warg.

Suplementacja magnezem może mieć wiele korzystnych skutków dla zdrowia, np. w zaburzeniach takich jak: rzucawka okołoporodowa, zatrucie ciążowe, zaburzenia rytmu serca, astma, migrena, zespół metaboliczny, nietolerancja glukozy, miażdżyca, bolesne miesiączkowanie, zaburzenia zdrowia psychicznego np. depresja, zespół niespokojnych nóg.

Magnez a depresja

Istnieją uzasadnione podejrzenia iż niedobór magnezu w diecie może prowadzić do depresji. Poziom tego pierwiastka był istotnie mniejszy w płynie mózgowo-rdzeniowym osób z lekooporną depresją grożącą samobójstwem oraz pobranym od osób które popełniły samobójstwo. Poziom magnezu w mózgu nie jest skorelowany bezpośrednio z jego poziomem w surowicy krwi. Jego nieinwazyjny pomiar w mózgu jest możliwy przy użyciu spektroskopii rezonansu magnetycznego ³¹P in vivo, gdyż przesunięcia chemiczne sygnałów atomu fosforu β nukleozydotrifosforanów można skorelować ze stężeniem wolnych jonów Mg²⁺. Zawartość magnezu w mózgu osób z lekooporną depresją była istotnie mniejsza niż u osób zdrowych. Metoda pomiaru poziomu magnezu w mózgu in vivo metodą MRI opublikowana została w roku 2008 i wymaga potwierdzenia w badaniach klinicznych.

Chlorek magnezu u osób z cukrzycą typu II i niedoborem magnezu już w niewielkich dawkach był tak skuteczny w leczeniu objawów depresyjnych, jak silny lek przeciwdepresyjny – imipramina. Opisywano przypadki, z których wynikało że suplementacja rozpuszczalną formą magnezu (4 x 125-300 mg jonów Mg²⁺ dziennie) może nawet w ciągu mniej niż 7 dni znieść objawy kliniczne depresji. Z niektórych badań wynika iż skuteczna terapia tradycyjnymi lekami przeciwdepresyjnymi przebiega ze wzrostem poziomu magnezu w organizmie.

Przedawkowanie

Nadmiar magnezu z organizmu jest usuwany przez nerki. Istnieje pewna możliwość przedawkowania preparatów magnezu. Ryzyko to dotyczy więc szczególnie pacjentów starszych, ze znacznie upośledzoną funkcją nerek. Możliwe objawy obejmują: niedociśnienie, nadmierne spowolnienie akcji serca – bradykardia, niewydolność oddechowa, osłabienie odruchów – hyporeflexia, opisano śmierć osoby w podeszłym wieku po przyjęciu bardzo dużej ilości związków magnezu w celu ułatwienia wypróżnienia.

Magazynowanie

Ponad połowa magnezu znajduje się w kościach, jedna czwarta w mięśniach szkieletowych, jedna czwarta rozmieszczona jest w całym organizmie, przeważnie w układzie nerwowym i w narządach o dużej aktywności metabolicznej, jak: mięsień sercowy, wątroba, przewód pokarmowy, nerki, gruczoły wydzielania wewnętrznego i zewnętrznego, układ hemolimfatyczny.

Źródła magnezu w pożywieniu

Najbogatsze źródła (zawartość magnezu w 1 kg produktu):

• nigari - 167g
• kakao gorzkie 16% – 4,2g
• kasza gryczana – 2,2g
• fasola biała – 1,7g
• czekolada gorzka – 1,7g
• orzechy laskowe – 1,4g
• płatki owsiane – 1,3g
• ciecierzyca – 1,2g
• groch – 1,2g
• szpinak – 0,5g
• makrela, dorsz – 0,3g

Łatworozpuszczalne (mleczan, wodoroasparaginian, chlorek , siarczan, cytrynian, glicynian, pidolinian) jaki i nierozpuszczalne ( węglan, tlenek, wodorotlenek) związki magnezu wchodzą w skład wielu suplementów diety. Poszczególne związki różnią się znacznie ilością zawartego w nich czystego jonu Mg²⁺( kilka - kilkanaście %) Dlatego też do porównywania dawkowania preparatów brana jest pod uwagę zawartośc samego jonu Mg²⁺. Preparaty związków łatwo rozpuszczalnych mają lepszą biodostępność, są jednak droższe. Niewielką dostępność związków nierozpuszczalnych można poprawić poprzez przygotowanie ich zawiesiny w wodzie ( np. w postaci tabletek musujących, które jednak zawierają istotną ilośc sodu). Dodatek witaminy B6 potęguje działanie preparatów magnezu.

Cennym źródłem magnezu w diecie może być wschodnioazjatycka przyprawa - nigari, której ok. 95% stanowi chlorek magnezu, zawiera ona aż ok. 165 gramów jonu magnezowego w kilogramie.

Bibliografia

Źródła drukowane

• Jerzy Minczewski, Zygmunt Marczenko Chemia analityczna - 1 podstawy teoretyczne i analiza jakościowa (Wydawnictwo Naukowe PWN) Warszawa 2001 ISBN 83-01-13499-2

Źródła internetowe

• Izotopy http://amdc.in2p3.fr/nubase/Nubase2003.pdf