Магний в таблице

Магний в таблице

Магний (лат. magnesium), mg, химический элемент ii группы периодической системы Менделеева, атомный номер 12, атомная масса 24,305. Природный М. состоит из трёх стабильных изотопов: 24 mg (78,60% ), 25 mg (10,11%) и 26 mg (11,29%). М. открыт в 1808 Г. Дэви , который подверг электролизу с ртутным катодом увлажнённую магнезию (давно известное вещество); Дэви получил амальгаму, а из неё после отгонки ртути — новый порошкообразный металл, названный магнием. В 1828 французский химик А. Бюсси восстановлением расплавленного хлорида М. парами калия получил М. в виде небольших шариков с металлическим блеском.

Распространение в природе. М. — характерный элемент мантии Земли, в ультраосновных породах его содержится 25,9% по массе. В земной коре М. меньше, средний кларк его 1,87%; преобладает М. в основных породах (4,5%), в гранитах и других кислых породах его меньше (0,56%). В магматических процессах mg 2+ — аналог fe 2+ , что объясняется близостью их ионных радиусов (соответственно 0,74 и 0,80 å). mg 2+ вместе с fe 2+ входит в состав оливина, пироксенов и других магматических минералов.

Минералы М. многочисленны — силикаты, карбонаты, сульфаты, хлориды и другие. Более половины из них образовались в биосфере — на дне морей, озёр, в почвах и т. д.; остальные связаны с высокотемпературными процессами.

В биосфере наблюдается энергичная миграция и дифференциация М.; здесь главная роль принадлежит физико-химическим процессам — растворению, осаждению солей, сорбции М. глинами. М. слабо задерживается в биологическом круговороте на континентах и с речным стоком поступает в океан. В морской воде в среднем 0,13% М. — меньше, чем натрия, но больше всех других металлов. Морская вода не насыщена М. и осаждения его солей не происходит. При испарении воды в морских лагунах в осадках вместе с солями калия накапливаются сульфаты и хлориды М. В илах некоторых озёр накапливается доломит (например, в озере Балхаш). В промышленности М. получают в основном из доломитов, а также из морской воды.

Физические и химические свойства. Компактный М. — блестящий серебристо-белый металл, тускнеющий на воздухе вследствие образования на поверхности окисной плёнки. М. кристаллизуется в гексагональной решётке, а = 3,2028 å, с = 5,1998 å. Атомный радиус 1,60 å, ионный радиус mg 2+ 0,74 å. Плотность М. 1,739 г/см 3 (20 °С); t пл 651 °С; t kип 1107 °С. Удельная теплоёмкость (при 20 °С) 1,04?10 3 дж/(кг · К) , то есть 0,248 кал/(г · °С) ; теплопроводность (20 °С) 1,55?10 2 вт/(м · К) , то есть 0,37 кал/(см · сек · °С) ; термический коэффициент линейного расширения в интервале 0—550 °С определяется из уравнения 25,0?10 -6 + 0,0188 t . Удельное электрическое сопротивление (20 °С) 4,5?10 -8 ом · м (4,5 мком · см ) . М. парамагнитен, удельная магнитная восприимчивость + 0,5?10 -6 , М. — относительно мягкий и пластичный металл; его механические свойства сильно зависят от способа обработки. Например, при 20 °С свойства соответственно литого и деформированного М. характеризуются следующими величинами: твёрдость по Бринеллю 29,43?10 7 и 35,32? 10 7 н/м 2 (30 и 36 кгс/мм 2 ) , предел текучести 2,45?10 7 и 8,83?10 7 н/м 7 (2,5 и 9,0 кгс/мм 2 ) , предел прочности 11,28?10 7 и 19,62?10 7 н/м 2 (11,5 и 20,0 кгс/мм 2 ) , относительное удлинение 8,0 и 11,5%.

Конфигурация внешних электронов атома М. 3s 2 . Во всех стабильных соединениях М. двухвалентен. В химияеском отношении М. — весьма активный металл. Нагревание до 300—350 °c не приводит к значительному окислению компактного М., так как поверхность его защищена окисной плёнкой, но при 600—650 °c М. воспламеняется и ярко горит, давая магния окись и отчасти нитрид mg 3 n 2 . Последний получается и при нагревании М. около 500 °С в атмосфере азота. С холодной водой, не насыщенной воздухом, М. почти не реагирует, из кипящей медленно вытесняет водород; реакция с водяным паром начинается при 400 °c. Расплавленный М. во влажной атмосфере, выделяя из h 2 o водород, поглощает его; при застывании металла водород почти полностью удаляется. В атмосфере водорода М. при 400—500 °c образует mgh 3 .

М. вытесняет большинство металлов из водных растворов их солей; стандартный электродный потенциал mg при 25 °С — 2,38 в. С разбавленными минеральными кислотами М. взаимодействует на холоду, но в плавиковой кислоте не растворяется вследствие образования защитной плёнки из нерастворимого фторида mgf 2 . В концентрированной h 2 so 4 и смеси её с hno 3 М. практически нерастворим. С водными растворами щелочей на холоду М. не взаимодействует, но растворяется в растворах гидрокарбонатов щелочных металлов и солей аммония. Едкие щёлочи осаждают из растворов солей М. гидроокись mg(oh) 2 , растворимость которой в воде ничтожна. Большинство солей М. хорошо растворимо в воде, например магния сульфат ; мало растворимы mgf 2 , mgco 3, mg 3 (po 4 ) 2 и некоторые двойные соли.

При нагревании М. реагирует с галогенами, давая галогениды; с влажным хлором уже на холоду образуется mgcl 2 . При нагревании М. до 500—600 °С с серой или с so 2 и h 2 s может быть получен сульфид mgs, с углеводородами — карбиды mgc 2 и mg 2 c 3 . Известны также силициды mg 2 si, mg 3 si 2 , фосфид mg3p 2 и другие бинарные соединения. М. — сильный восстановитель; при нагревании вытесняет другие металлы (be, al, щелочные) и неметаллы (В, si, С) из их окислов и галогенидов. М. образует многочисленные металлоорганические соединения, определяющие его большую роль в органическом синтезе. М. сплавляется с большинством металлов и является основой многих технически важных лёгких сплавов.

Получение и применение. В промышленности наибольшее количество М. получают электролизом безводного хлорида mgcl 2 или обезвоженного карналлита kcl?mgcl 2 ?6h 2 o. В состав электролита входят также хлориды na, К, Са и небольшое количество naf или caf 2 . Содержание mgcl 2 в расплаве — не менее 5—7%; по мере хода электролиза, протекающего при 720—750 °С, проводят корректировку состава ванны, удаляя часть электролита и добавляя mgcl 2 или карналлит. Катоды изготовляют из стали, аноды — из графита. Расплавленный М., всплывающий на поверхность электролита, периодически извлекается из катодного пространства, отделённого от анодного перегородкой, не доходящей до дна ванны. В состав чернового М. входят до 2% примесей; его рафинируют в тигельных электрических печах под слоем флюсов и разливают в изложницы. Лучшие сорта первичного М. содержат 99,8% mg. Последующая очистка М. проводится сублимацией в вакууме: 2—3 сублимации повышают чистоту М. до 99,999%. Анодный хлор после очистки используется для получения безводного mgcl 2 из магнезита , тетрахлорида титана ticl 4 из двухокиси tio 2 и других соединений.

Другие способы получения М. — металлотермический и углетермический. По первому брикеты из прокалённого до полного разложения доломита и восстановителя (ферросилиция или силикоалюминия) нагревают при 1280—1300 °С в вакууме (остаточное давление 130—260 н/м 2 , то есть 1—2 мм рт. ст. ) . Пары М. конденсируют при 400—500 °С. Для очистки его переплавляют под флюсом или в вакууме, после чего разливают в изложницы. По углетермическому способу брикеты из смеси угля с окисью М. нагревают в электропечах выше 2100 °С; пары М. отгоняют и конденсируют.

Важнейшая область применения металлического М. — производство сплавов на его основе. Широко применяют М. в металлотермических процессах получения трудновосстанавливаемых и редких металлов (ti, zr, hf, u и других), используют М. для раскисления и десульфурации металлов и сплавов. Смеси порошка М. с окислителями служат как осветительные и зажигательные составы. Широкое применение находят соединения М.

Лит.: Стрелец Х. Л., Тайц А. Ю., Гуляницкий Б. С., Металлургия магния, 2 изд., М., 1960; ulbmann encykiop a die der technischen chemie, 3 aufl., bd 12, m u nch. — В., 1960.

Магний в организме. М. — постоянная часть растительных и животных организмов (в тысячных — сотых долях процента). Концентраторами М. являются некоторые водоросли, накапливающие до 3% М. (в золе), некоторые фораминиферы — до 3,5%, известковые губки — до 4%. М. входит в состав зелёного пигмента растений — хлорофилла (в общей массе хлорофилла растений Земли содержится около 100 млрд. т М.), а также обнаружен во всех клеточных органеллах растений и рибосомах всех живых организмов. М. активирует многие ферменты, вместе с кальцием и марганцем обеспечивает стабильность структуры хромосом и коллоидных систем в растениях, участвует в поддержании тургорного давления в клетках. М. стимулирует поступление фосфора из почвы и его усвоение растениями, в виде соли фосфорной кислоты входит в состав фитина . Недостаток М. в почвах вызывает у растений мраморность листа, хлороз растений (в подобных случаях используют магниевые удобрения ). Животные и человек получают М. с пищей. Суточная потребность человека в М. — 0,3—0,5 г ; в детском возрасте, а также при беременности и лактации эта потребность выше. Нормальное содержание М. в крови — примерно 4,3 мг% ; при повышенном содержании наблюдаются сонливость, потеря чувствительности, иногда паралич скелетных мышц. В организме М. накапливается в печени, затем значительная его часть переходит в кости и мышцы. В мышцах М. участвует в активировании процессов анаэробного обмена углеводов. Антагонистом М. в организме является кальций. Нарушение магниево-кальциевого равновесия наблюдается при рахите, когда М. из крови переходит в кости, вытесняя из них кальций. Недостаток в пище солей М. нарушает нормальную возбудимость нервной системы, сокращение мышц. Крупный рогатый скот при недостатке М. в кормах заболевает так называемой травяной тетанией (мышечные подёргивания, остановка роста конечностей). Обмен М. у животных регулируется гормоном паращитовидных желёз, понижающим содержание М. в крови, и проланом, повышающим содержание М. Из препаратов М. в медицинской практике применяют: сульфат М. (как успокаивающее, противосудорожное, спазмолитическое, слабительное и желчегонное средство), магнезию жжёную ( магния окись ) и карбонат М. (как щёлочи, лёгкое слабительное).

10 продуктов, которые обеспечат вас магнием

Будьте осторожны с биодобавками.

Зачем вам нужен магний

Это один из важнейших минералов Magnesium and Your Health , без которых ваше тело жить не может. В прямом смысле.

Магний — ключевой участник более чем 300 химических реакций, благодаря которым происходит обмен веществ. Он обеспечивает подвижность и правильную работу мышц. Благодаря ему нервная система корректно передаёт сигналы от мозга к различным органам и тканям и обратно. Внутри мозга, впрочем, тоже.

Магний помогает поддерживать стабильный сердечный ритм и сбалансированный уровень сахара в крови. Также минерал принимает непосредственное участие в синтезе белков и ДНК, то есть помогает организму восстанавливаться, сохранять здоровье и молодость.

Откуда берётся магний и сколько его нужно

Несмотря на столь высокую важность, наше тело не умеет производить магний самостоятельно — мы получаем его из пищи. Женщинам от 19 лет и старше, чтобы оставаться здоровыми, необходимо Magnesium. Fact Sheet for Health Professionals 310 мг магния в день (беременным — до 350 мг), мужчинам до 30 лет — 400 мг, старше 30 лет — 420 мг.

Альтернативный вариант — получать магний из поливитаминов и биодобавок. Однако в этом случае есть риск перестараться. Переизбыток магния проявляет себя тошнотой, спазмами желудка, диареей, а в некоторых случаях может привести Magnesium and Your Health к сердечной аритмии и даже остановке сердца.

Поэтому ни в коем случае не принимайте биодобавки с магнием, если у вас есть:

• проблемы с сердцем;
• почечная недостаточность;
• непроходимость кишечника;
• миастения.

Обычная пища — куда более безопасный способ получить ежедневную дозу магния. Даже если вы съедите чересчур много продуктов, которые содержат этот минерал, почки выведут избыток с помощью мочи. И вы не получите ничего, кроме пользы.

В каких продуктах магния содержится больше всего

1. Чёрный шоколад

Также шоколад богат железом, медью, марганцем и антиоксидантами — веществами, которые защищают клетки организма от разрушительного воздействия свободных радикалов. Чтобы получить из шоколада максимум пользы, выбирайте продукт, содержащий не менее 70% какао.

2. Авокадо

58 мг Avocados, raw, all commercial varieties магния на один фрукт средних размеров (или около 30 мг на 100 г) — очень неплохой результат. Кроме того, в авокадо много калия, витаминов группы В, витамина К и мононенасыщенных жиров, крайне полезных для сердечно‑сосудистой системы.

Отдельная тема — клетчатка. Авокадо ею буквально переполнено: 13 из 17 г углеводов, приходящихся на средний фрукт, — это она, полезная. Клетчатка улучшает пищеварение, способствует снижению уровня сахара в крови и позволяет надолго сохранить чувство сытости после еды. Всё это делает авокадо не только полезным, но и диетическим продуктом, помогающим контролировать вес.

3. Орехи

Магний содержится практически во всех видах орехов, но особенно богаты им миндаль, кешью и бразильский орех. Например, 100 г кешью обеспечат вашему организму почти 300 мг Nuts, cashew nuts, raw минерала.

Также большинство орехов являются хорошим источником белка, всё той же полезной клетчатки и мононенасыщенных жиров.

4. Бобовые

Чечевица, фасоль, нут, горох, соя — выбирайте любой из этих продуктов: в них всех не менее 30 мг магния на 100 г. Чемпион — чёрная фасоль, в 100 г которой содержится 70 мг Beans, black, mature seeds, cooked, boiled, without salt жизненно важного минерала.

5. Тофу

Соевый сыр тофу — отличный заменитель мяса, поскольку содержит огромное количество белка. Но и магния в нём немало — 53 мг Tofu, extra firm, prepared with nigari на 100‑граммовую порцию. Также знаменитый соевый творог — щедрый источник кальция, железа, марганца и селена.

6. Киноа

В популярной крупе содержится больше белка, чем в любых других зерновых. Ещё в киноа много железа, фолиевой кислоты (витамина В9), меди, марганца… И, конечно, магния Quinoa, cooked : 64 мг на 100‑граммовую порцию готовой каши.

7. Жирная рыба

Особенно богаты магнием лосось, палтус, атлантическая скумбрия, минтай. Например, в небольшом 100‑граммовом кусочке филе минтая важного минерала около 30 мг Fish, salmon, Atlantic, farmed, cooked, dry heat .

Тот же кусочек обеспечит вас 20 г высококачественного белка, а также приличными дозами калия, селена, витаминов группы В и незаменимыми жирными кислотами омега‑3.

8. Шпинат

88 мг Spinach, cooked, boiled, drained, without salt магния на каждые 100 г сырого или приготовленного (например в качестве начинки для пирога) шпината. Несколько меньшее, но тоже заметное количество минерала содержится и в другой листовой зелени — капусте, зелени репы и горчицы.

9. Цельнозерновые каши, отруби, хлеб из цельнозерновой муки

Пшеница, овёс, ячмень, а также псевдозерновая культура гречка тоже богаты магнием. Например, в гречке его — более 230 мг Buckwheat на 100 г. А в цельнозерновой муке — около 140 мг Wheat flour, whole‑grain на тот же вес.

10. Бананы

Один крупный банан весом чуть более 200 г обеспечит вашему организму примерно 60 мг Bananas, raw магния. Это делает бананы чемпионами среди фруктов по содержанию данного минерала.

Магний Mg

Магний в таблице менделеева занимает 12 место, в 3 периоде.

Как самостоятельно построить электронную конфигурацию? Ответ здесь

Электронная схема магния

Одинаковую электронную конфигурацию имеют атом магния и Na -1 , Al +1 , Si +2 , P +3 , S +4 , Cl +5

Порядок заполнения оболочек атома магния (Mg) электронами: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.

На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ — до 6, на ‘d’ — до 10 и на ‘f’ до 14

Магний имеет 12 электронов, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:

2 электрона на 1s-подуровне

2 электрона на 2s-подуровне

6 электронов на 2p-подуровне

2 электрона на 3s-подуровне

Степень окисления магния

Атомы магния в соединениях имеют степени окисления 2.

Степень окисления — это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.

Ионы магния

Валентность Mg

Атомы магния в соединениях проявляют валентность II.

Валентность магния характеризует способность атома Mg к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:

Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами

Валентность не имеет знака.

Квантовые числа Mg

Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации, для атома Mg эти числа имеют значение N = 3, L = 0, M_l = 1, M_s = -½

Видео заполнения электронной конфигурации (gif):

Результат:

Энергия ионизации

Чем ближе электрон к центру атома — тем больше энергии необходимо, что бы его оторвать. Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома называется энергией ионизации и обозначается E_o. Если не указано иное, то энергия ионизации — это энергия отрыва первого электрона, также существуют энергии ионизации для каждого последующего электрона.

Перейти к другим элементам таблицы менделеева

Продукты с высоким содержанием магния (таблица)

Магний входит в число незаменимых макроэлементов и участвует практически во всех клеточных процессах. Недостаток минерала можно восполнить за счет добавления в рацион продуктов, богатых магнием, с учетом суточной нормы и особенностей усвоения.

Суточная норма

Рекомендуемая норма магния для женщин составляет приблизительно 300 мг, а для мужчин — 400 мг в сутки. Потребность в магнии возрастает приблизительно на 150 мг при физических нагрузках, беременности и во время кормления грудью.

Полезные свойства магния

В организме магний присутствует в разных формах в клетках и межклеточном пространстве и участвует в более, чем 300 различных процессах, среди которых:

• Формирование костей — магний способствует усвоению кальция и влияет на образование витамина D. Оптимальное употребление минерала с пищей увеличивает плотность костной ткани и является профилактикой развития остеопороза.
• Обмен углеводов, в том числе процессы выработки инсулина и усвоения глюкозы. Недостаток магния снижает чувствительность клеток к инсулину, и провоцирует развитие диабета.
• Жировой обмен — регулирует нормальное содержание триглицеридов и холестерина в крови, что предотвращает развитие атеросклероза,
• Работа сердечно-сосудистой системы — нормализует пульс и давление, снижает риск образования тромбов и улучшает поступление кислорода к сердечной мышце. Дефицит магния может вызвать заболевания сердца (например, инфаркт миокарда), а избыток вызывает брадикардию и сниженное артериальное давление.
• Работа нервной системы – участвует в процессах передачи нервного импульса и расслабления мышц, снижает порог утомляемости и стресса, нормализует сон. Недостаток макроэлемента вызывает беспокойство, нервозность, страх, бессонницу, снижение внимания и памяти.
• Внутриклеточные процессы – регулирует метаболизм АТФ, функции клеточных мембран (способствует проникновению ионов калия, натрия и кальция в клетки).
• Желудочно-кишечный тракт — способствует ферментной активности органов ЖКТ, улучшает перистальтику кишечника.
• Минеральный баланс — помогает поддерживать нормальный уровень кальция, калия и цинка.
• Беременность – участвует в формировании плаценты и в развитии всех внутренних органов и нервной системы плода, а также устраняет симптомы токсикоза и предотвращает развитие гипертонуса матки с угрозой выкидыша.

В каких продуктах больше всего магния

Продукты, содержащие магний в большом количестве, представленные в таблице, должны входить в ежедневный рацион питания для восполнения потребности организма в минералах.

Семечки

В семечках содержится больше всего магния (больше 500 мг), а также необходимые для сердца минералы (магний, калий и кальций одновременно), которые не только поддерживают электрическую активность и ритмичное сокращение сердечной мышцы, но и снижают уровень холестерина в крови за счет высокого содержания клетчатки и других полезных веществ.

Орехи и бобовые

Среди продуктов с высоким содержанием магния наиболее полезными для нервной системы являются орехи, бобовые и зелень, которые улучшают обмен веществ и кровообращение в тканях мозга, способствуют восстановлению энергии и выработке серотонина.

Морепродукты

Также много магния и кальция содержится в морепродуктах (кальмарах, креветках), полезных для укрепления костей и суставов. Витамин D в составе способствует правильному распределению минералов, повышению плотности и минерализации костей, а цинк, медь и фосфор препятствуют развитию рахита у детей и остеопороза у лиц пожилого возраста.

Морская капуста содержит значительное количество витаминов, микро- и макроэлементов (кальций, магний, йод, калий), которые снижают риск сердечных приступов, нормализуют давление, останавливают развитие атеросклероза, а также используются для профилактики образования тромбов.

Особенности усвоения

Из пищи может усвоиться от 30 до 70% магния, при этом, чем больше дефицит, тем выше уровень абсорбции. В целом усвоение магния зависит от:

• состава продуктов питания;
• минерального баланса в организме (уровень витамина D, кальция, фтора и других макро- и микроэлементов);
• состояния желудочно-кишечного тракта и физико-химической способности к абсорбции;
• интенсивности работы выделительной системы (в частности, почек).

Некоторые питательные вещества улучшают абсорбцию магния при одновременном употреблении:

• фруктоза и растворимая клетчатка из фруктов и овощей (яблоки, бананы, сливы, груши, финики) в результате ощелачивания содержимого желудка и кишечника;
• сложные углеводы (гречка, перловка, бурый рис);
• растительный белок (тыквенные семечки, миндаль, горох) – предотвращают связывание ионов магния с фосфатами, что вызывает повышенную растворимость и всасывание минерала;
• полезные жиры с быстрым усвоением (кокосовое масло) – оказывают аналогичное белкам действие;
• витамин B6.

Существуют продукты и лекарственные средства, которые могут полностью блокировать или существенно снизить всасывание магния из пищи:

• Фосфорная кислота — вместе с магнием и кальцием образует нерастворимые соединения неусваиваемые организмом. Фосфаты могут содержаться в газированных безалкогольных напитках, плавленом сыре, в колбасных изделиях.
• Аспартам – искусственный заменитель сахара, может входить в состав йогурта, газировки, жевательных резинок, конфет и кондитерских изделий, а также диетических продуктов, так как обладает низкой калорийностью.
• Транс-жиры – продукты с маргарином.
• Антацидные средства – препараты для снижения концентрации соляной кислоты в желудке, используются при изжоге (Маалокс, Алмагель, Ренни, Фосфольгель, Гастал).

Усилить выведение магния и других минеральных веществ из организма за счет избыточной работы почек могут некоторые продукты, препараты и заболевания:

• рафинированный сахар — не только способствует выведению магния почками, но и вызывает дополнительное использования магния из запасов для расщепления и усвоения глюкозы;
• напитки с кофеином (чай, кофе, энергетики) – воздействуют на организм, как диуретики, увеличивают объем выделяемой жидкости, нарушают баланс электролитов;
• алкогольные напитки – подвергают почки значительным перегрузкам, способствуют сгущению крови и ведут к потерям минеральных веществ;
• диуретики – мочегонные средства, применяющиеся при заболеваниях почек и сердечно-сосудистой системы (Фуросемид, Лазикс);
• диабет – побочным эффектом избыточного мочеиспускания (осмотического диуреза) и лечения препаратами инсулина является снижение уровня магния;
• нефротический синдром и другие заболевания почек;
• отравления, сопровождающиеся длительными расстройствами желудка (рвотой и диареей) – нарушают водно-электролитный баланс и уровень основных макроэлементов.

В случаях, если продуктов, богатых магнием, недостаточно для устранения дефицита, например, при синдроме раздраженного кишечника, сахарном диабете, то могут использоваться минеральные добавки, содержащие магний в виде сульфата, глюконата, цитрата, лактата и других соединений.