مغنسيوم

المغنسيوم, ₁₂Mg
الخصائص العامة
النطق	// ;
المظهر	صلب رمادي لامع
الوزن الذري العياري (Ar, standard)	[24.304, 24.307] conventional: 24.305
المغنسيوم في الجدول الدوري
	الصوديوم ← المغنسيوم → الألومنيوم
الرقم الذري (Z)	12
المجموعة، الدورة	المجموعة 2 (الفلزات القلوية الترابية), الفترة ثلاثة
المستوى الفرعي	المستوى الفرعي s
التوزيع الإلكتروني	[Ne] 3s2
الإلكترونات بالغلاف	2, 8, 2
الخصائص الطبيعية
الطور (عند STP)	صلب
نقطة الانصهار	923 K (650 °س، 1202 °F)
نقطة الغليان	1363 K (1091 °س، 1994 °ف)
الكثافة (بالقرب من د.ح.غ.)	1.738 ج/سم³
حينقد يكون سائلاً (عند ن.إ.)	1.584 ج/سم³
حرارة الانصهار	8.48 kJ/mol
حرارة التبخر	128 kJ/mol
السعة الحرارية المولية	24.869 J/(mol·K)
الخصائص الذرية
حالات الأكسدة	+2, +1 (a strongly basic oxide)
الكهرسلبية	مقياس پاولنگ: 1.31
طاقات التأين	الأول: 737.7 kJ/mol ; الثاني: 1450.7 kJ/mol ; الثالث: 7732.7 kJ/mol ; (المزيد) ;
نصف القطر الذري	empirical: 160 pm
نصف قطر التكافؤ	141±7 pm
نصف قطر ڤان در ڤالز	173 pm
	الخطوط الطيفية
	الخطوط الطيفية
متفرقات
البنية البلورية	hexagonal close-packed (hcp)
سرعة الصوت thin rod	4940 م/ث (at د.ح.غ.) (annealed)
التمدد الحراري	24.8 µm/(m·K) (at 25 °C)
التوصيل الحراري	156 W/(m·K)
المقاومة الكهربائية	43.9 nΩ·m (at 20 °C)
الترتيب المغناطيسي	مغناطيسي مساير
معامل يونگ	45 GPa
معامل القص	17 GPa
معاير الحجم	45 GPa
نسبة پواسون	0.290
صلادة موز	1–2.5
صلادة برينل	44–260 MPa
رقم كاس	7439-95-4
التاريخ
التسمية	على اسم مغنسيا، اليونان
الاكتشاف	جوسف بلاك (1755)
أول عزل	همفري ديڤي (1808)
نظائر المغنسيوم الرئيسية
	; ; ; \| المراجع \| [[:d:خطأ لوا في وحدة:Wikidata على السطر 866: attempt to index field 'wikibase' (a nil value).\|في ويكي‌داتا]]

المغنِسيوم Magnesium، هوعنصر كيميائي فلزي في الجدول الدوري، يرمز له بالحرفين (ما) بالعربية، Mg باللاتينية وعدده الذري 12، ترتيبه بين العناصر من حيث الوفرة في الطبيعة هوالثامن، ويشكل 2% من القشرة الأرضية.

استخداماته

المغنسيوم كفلز

منتجات المغنسيوم: مـُشعِل وبروshavings, مبراة, رقاقة مغنسيوم

سيارة تجريبية من فولكس واجن من المغنسيوم عام 2002، يقودها رئيس مجلس الإدارة السابق للشركة فرديناند پيش ، وكان جالساً في المقعد الخلفي خليفته برند بيشيتسريدر.

تستخدم مركبات المغنسيوم , وبالأساس اكسيد المغنسيوم, بصفة عامة لعمل المادة الحرارية في بطانة الأفران والمحولات لإنتاج الحديد والصلب واللافلزات والزجاج والأسمنت.

يستخدم كذلك اكسيد المغنسيوم والمركبات الأخرى في الصناعات الزراعية والكيميائية والإنشائية. وكفلز, فالإستخدام الرئيسي لهذا العنصر هوكإضافة سبـائكية للألومنيوم في سبائك الألومنيوم-منجنيز المستخدمة أساساً في صناعة العبوات الصفيحية للمشروبات.

المغنسيوم, في أنقى صوره, يمكن مقارنته بالألومنيوم, فهوقوي وخفيف, ولذلك يستخدم في الكثير من التطبيقات لتصنيع جزء ما بكميات كبيرة, بما فيها أجزاء السيارات والشاحنات. فالعجلات الخاصة فائقة القوة للسيارات المصنوعة من سبيكة مغنسيوم تسمى "عجلات مغنسيوم mag wheels". ففي 1957 كورڤيت Corvette SS, تم تصميمها للسباق, وبـُني جسمها من ألواح مغنسيوم. مسعى پورشه الدءوب لإنقاص وزن سيارات السباق لديها أدى بها لاستعمال هياكل من المغنسيوم في موديلها الشهير 917/053 الذي فاز في سباق لومان Le Mans عام 1971, ومازال يحتفظ بالرقم القياسي المطلق للمسافة. السيارة موديل 917/30 Can-Am تميزت أيضاً بهيكل فراغي من المغنسيوم, ساعدها على استغلال مزايا محركها العبقري الذي بلغت قدرته 1100-1500 حصان. فولكس واجن استخدمت المغنسيوم في مكونات محركاتها للعديد من السنوات. وفي أكتوبر 2007 طالعت فولكس واجن العالم بخبر طرح سيارة مصنوعة بالكامل من المغنسيوم وتتميز هذه السيارة بأنها سيارة صديقة للبيئة، يتم فيها مراعاة التقليل من إنبعاثات ثاني أكسيد الكربون وكذلك تكون منخفضة الإستهلاك في الوقود ، وأضف لهذا خفة وزن السيارة وسرعتها الفائقة. ومن الجدير بالذكر حتى عند البدء في تطبيق الفكرة كان العائق الأساسي هوإرتفاع ثمن السيارة حيث بلغ تقريبا 35 ألف يورووذلك بسبب خامات المغنسيوم المستخدمة لصنع المحركات وجسم السيارة بالكامل ويدرس حاليا كيفية تخفيض تلك التكاليف لعمل السيارة على نطاق تجاري. وتم تطبيق نموذج للسيارة من المغنسيوم فاتىت على شكل مركبة فضائية. وأطلقت السيارة التجريبية الأولى من هذا النوع عام 2002، حيث قادها رئيس مجلس الإدارة السابق للشركة فرديناند پيش ، وكان جالساً في المقعد الخلفي خليفته برند پيشيتسريدر.

ولمدة طويلة, استخدمت بورشه سبيكة المغنسيوم لصناعة كتلة المحرك لمزايا الوزن. ولقد تجدد الاهتمام بصنع المحركات من المغنسيوم, سيارات كما نرى في موديلات عام 2006 من BMW 325i و330i. محرك BMW يستعمل حشومن سبيكة ألومنيوم لحوائط الأسطوانات وأقمصة التبريد محاطة بسبيكة مغنسيوم مقاومة للحرارة هى AJ62A. وقد منح استخدام سبيكة المغنسيوم AE44 في مهد محرك موديل عام 2006 من سيارة كورڤيت Z06 دفعة لتكنولوجيا تصميم أجزاء سيارات تتطلب القوة باستخدام المغنسيوم. وكلا السبيكتين اضافة حديثة لعائلة سبائك المغنسيوم المقاومة للحرارة العالية والمنخفضة الزحف . الاستراتيجية العامة لمثل تلك السبائك هوتشكيل الرواسب بين الفلزية عند حدود الحبيبات, على سبيل المثال بإضافة السبيكة النادرة وهى سبيكة سيريوم مع فلزات أرضية نادرة أخرى أوكالسيوم. استخدمت فولكس واگن المغنسيوم في مكونات محركاتها للعديد من السنوات. وفي أكتوبر 2007 فاجئت العالم بنيتها صناعة سيارة بالكامل من المغنسيوم بربع وزن مثيلتها من الصلب ولذلك فهي أسرع ولكن تستهلك وقوداً أقل، أي أنها ستولد أقل ولذلك فهي حقاً سيارة صديقة للبيئة. ومن الجدير بالذكر حتى عند البدء في تطبيق الفكرة كان العائق الأساسي هوإرتفاع ثمن السيارة حيث بلغ تقريبا 35 ألف يورو. وذلك بسبب ازدياد ثمن المغنسيوم المنتج بالتحليل المائي من البحر الميت بإسرائيل الذي كانت فولكس واگن تنوي شراءه، عن ضعف ثمن المغنسيوم الصيني المنتج عن طريق عملية پيدجن دون فارق في المواصفات. التطويرات الحديثة لسبائك المغنسيوم وانخفاض تكلفتها, التي جعلتها منافسة لسبائك الألومنيوم, ستزيد من استخداماتها في صناعة السيارات.

مجال الاستخدامات الثاني للمغنسيوم هوالأجهزة الإلكترونية. فبفضل وزنه الخفيف, وخصائصه الميكانيكية والكهربائية الجيدة, يـُستخدم المغنسيوم على نطاق واسع في تصنيع الهواتف المحمولة والحاسبات المحمولة والكاميرات والأجزاء الإلكترونية الأخرى. بل ويستخدم المغنسيوم لصناعة النسخ الفاخرة من لعبة اليو-يو, مثل Duncan Freehand Mg.

تاريخياً,كان المغنسيوم أحد الفلزات الرئيسية المستخدمة في انشاءات صناعة الفضاء وقد استخدمته الطائرات الحربية الألمانية منذ الحرب العالمية الأولى وزاد هذا الاستخدام بشكل مضطرد في الحرب العالمية الثانية. وقد صاغ الألمان الاسم 'إلكترون Elektron' لسبيكة المغنسيوم التي مازالت تستعمل حتى اليوم. وبسبب المخاطر الإنطباعية عن الأجزاء المصنوعة من المغنسيوم في حالة الحريق, فإن استخدام المغنسيوم في صناعة الطيران والفضاء التجارية تم قصرها بصفة عامة على المكونات المرتبطة بالمحرك. وحالياً يتزايد استخدام سبائك المغنسيوم في صناعة الفضاء, والسبب الرئيسي وراء ذلك هوالأهمية المتزايدة لاقتصاديات الوقود والحاجة لتخفيض الوزن. تطوير واختبار سبائك مغنسيوم جديدة وأشهرهم إلكترون 21 الذي اجتاز اختبارات شاملة مطولة في صناعة الفضاء والطيران لمناسبته في جميع من مكونات المحرك, والهيكل الجوي. الاتحاد الاوروبي لديه ثلاثة مشاريع لأبحاث وتطوير متعلقة بالمغنسيوم في صناعة الطيران والفضاء في برنامج الهياكل الستة.

مشعل نار من المغنسيوم (في اليد اليسرى), يستعمل مع مطواة وحجر صوان flint لعمل الشرارة التي ستشعل البرو.

الاستخدامات الإشتعالية: المغنسيوم قابل للإشتعال, ويحترق عند درجة حرارة حوالي 2500 K (2200 °م, 4000 °ف), ودرجة الإشتعال الذاتي للمغنسيوم هي حوالي 744 ك (473 °م, 883 °ف) في الهواء. درجة الحرارة فائقة الإرتفاع التي يشتعل عندها المغنسيوم تجعله أداة طيعة لبدء حرائق الطوارئ أثناء الرحلات الترفيهية خارج المنازل. الاستخدامات الأخرى الشبيهة تتضمن التصوير باستخدام ضوء الفلاش, الشعلات, فهم الاشتعال pyrotechnics, الألعاب النارية الشرارية, والقنابل الحارقة.

استخداماته الأخرى تتضمن:

إزالة الكبريت من الحديد والصلب.
انتاج التيتانيوم
ألواح Photoengraved في صناعة الطباعة.
مخلوطاً في سبائك, هذا الفلز هام جداً لصناعة الطائرات والصواريخ.
عند استعماله كعنصر سبائكى يحسن الخصائص الميكانيكية و, التصنيعية واللحامية للألومنيوم.
عامل مضاف في الدوافع propellants التقليدية ويستخدم في انتاج گرافيت عـُقـَدي في الحديد الزهر.
عامل مختزل لإنتاج يورانيوم نقي ولإنتاج فلزات أخرى من أملاحها.
Magnesium turnings or ribbon تـُستعمل لإعداد Grignard reagents, المفيدين في التخليق العضوي
لتفاعله بسهولة مع الماء, فيمكن حتى يقوم بدور مجفف desiccant

في مركبات المغنسيوم

للمغنسيوم درجة أكسدة وحيدة هي +2، أي إنه يخسر إلكتروني التكافؤ فيه عندما يدخل في أي تفاعل. وهو، مثل البريليوم، قلّما يتأثر بالماء عند درجة الحرارة العادية بعكس العناصر الثقيلة في الفصيلة. وهويحترق بشعلة مضيئة في جومن الهواء أوالأكسجين مكوناً أكسيد المغنسيوم MgO، كما تتكون كمية من النتريد Mg3N2 عندما يحترق في الهواء، وهويحترق في الحال، لكهرجابيته العالية، في جومن ثنائي أكسيد الكربون ويتكوَّن أكسيد المعدن وكربون. وعند درجات الحرارة المنخفضة، يتكون على سطح المعدن غشاء رقيق من الأكسيد يحميه من استمرار الأكسدة بسرعة. يطلق المغنسيوم الهدروجينَ ببطء شديد بتفاعله مع الماء. ينحل بالحموض بسهولة. وهومرجع قوي يتأكسد بتفاعله مع العناصر عالية الكهرسلبية. من أبرز مركباته:

الأكسيد MgO قاسي الانصهار، وهوثابت جداً لا يتفكك عند درجات الحرارة الأخفض من 3000 ْس. وهوناقل سيء للكهرباء.

يستعمل أكسيد المغنسيوم، ويطلق عليه اسم مغنسيا، بهيئة آجرات لتبطين الأفران. وتستعمل كميات كبيرة من خليط أكسيدي المغنسيوم والكالسيوم بديلاً من المغنسيا النقية بتكليس الدولوميت.

أيون المغنسيوم ضروري للحياة (انظر المغنسيوم في الأجهزة الحيوية), ولذلك فأملاح المغنسيوم تضاف للأغذية والأسمدة ("ما" هوأحد مكونات الكلوروفيل), وculture media.
هيدروكسيد المغنسيوم: يُستحصل بعمل البخار على كلوريد المغنسيوم

ويترسب هدروكسيد المغنسيوم من محلول ملح مغنسيوم بإضافة أساس قوي. وهوقليل الانحلال. كربونات المغنسيوم الطبيعي MgCO3 يُصادف على هيئة مغنزيت. والملح الأساسي المترسب يُستعمل في الطب تحت اسم مغنسيا ألبا magnesia alba أساساً ضعيفاً، وللعمل الفيزيولوجي لأيون المغنسيوم. وتُستعمل كميات كبيرة منه في تحضير ملمِّعات الفضة، كما يُستعمل في تحضير مسحوق الأسنان. ويستعمل جميع من الملح الطبيعي والكربونات المضاعفة مع الكلسيوم، الدولوميت، تجارياً، لاستحصال ثنائي أكسيد الكربون. هيدروكسيد المغنسيوم يـُستعمل في لبن المغنسيا, وكلوريده واكسيده, گلوكوناته وستراته يستعملوا كإضافات غذائية فموية, وتستعمل كبريتاته (أملاح إپسوم) لأغراض مختلفة في الطب, وغيره (انظر الموضوعة للمزيد). اضافات المغنسيوم الفموية قيل حتى له مفعول علاحي لبعض individuals who suffer from Restless Leg Syndrome (RLS). ^{[بحاجة لمصدر]}

بورات المغنسيوم, ساليسيلات المغنسيوم وكبريتات المغنسيوم يـُستخدموا كمطهرات antiseptic.
بروميد المغنسيوم يستخدم كمهدئ لطيف (وهذا المفعول يعود إلى البروميد, وليس المغنسيوم).

يستعمل المغنسيت المُكَلَّس لأغراض حرارية مثل الطوب وبطانة الأفران والمحولات.
كربونات المغنسيوم MgCO₃ ضعيفة الانحلال بالماء، كما أنها تتحلل بالحرارة ويتكون ثنائي أكسيد الكربون ويبقى الأكسيد:

مسحوق كربونات المغنسيوم () يستعمله أيضاً الرياضيون, مثل لاعبي الجمباز ورافعي الأثنطق, ليحسنوا من امساكهم بالأغراض - حصان الجمباز أوlifting bar.

ستيارات المغنسيوم قابل للاشتعال بدرجة صغيرة مسحوق أبيض مع صفات مزلـِّقة. يـُستخدم في التكنولوجيا الدوائية في صناعة الأقراص, لمنع الأقراص من الالتصاق بالمعدات أثناء عملية ضغط الأقراص (أي, عندما يتم تـُضغط مادة القرص لتصبح في شكل قرص).
كبريتات المغنسيوم MgSO4 تُصادف على هيئة بلورات مميّههَ MgSO4.7H2O وهي جيدة الانحلال بالماء ويُطلق عليها اسم ملح إبسوم Epsom. وقد شاع استعمالها مليّناً في الطب.ويستخدم في انتاج الورق (عملية الكبريتيت).
فوسفات المغنسيوم تستخدم لحماية الخشب من الحريق للإنشاءات.
سادس فلوروسيليكات المغنسيوم تستخدم في حماية الأنسجة من العتة.
هاليدات المغنسيوم : فلوريد المغنسيوم MgF₂ عديم الانحلال بالماء. وهويمرِّر الأشعة فوق البنفسجية، حتى 0.1 مكرون. ويُصادف كلوريد المغنسيوم في ملح الطعام، لقابليته للتميع يؤدي إلى تكتل ملح الطعام في الجوالرطب. ويمكن الحيلولة دون هذا التكتل بإضافة كربونات الصوديوم الحامضة لتكون كربونات المغنسيوم الأساسية.

أما كلوريد المغنسيوم فيتميّه مكوِّناً الملح المائي MgCl2.6H2O

مركبات المغنسيوم العضوية

مركبات المغنسيوم R−Mg−X وتدعى كواشف غرينيار والمركبات MgR2. وتستحصل كواشف غرينيار بتفاعل المعدن مع الهاليد العضوي في محلّ مناسب مثل ثنائي إيتيل إيتر أوتترا هيدروفوران. أما MgR2 فتستحصل بالتفاعل الآتي من دون وجود ماء:

إن المركبات RMgX بحالة محلولات solvates وR2Mg فعّالة كيمياوياً وهي حساسة للأكسدة بالهواء وللحلمهة بالماء.

تاريخ

الاسم ينبع من الحدثة اليونانية لمقاطعة في ثساليا اسمها مغنسيا. وهي ذات علاقة بحدثتي مغنتيت magnetite ومنجنيز manganese, اللتان ينبعان أيضاً من تلك المنطقة, واحتاجتا اسمان مختلفان لتمييز المواد المتنوعة. انظر manganese لهذا التاريخ.

المغنسيوم هوسابع أكثر العناصر تواجداً في القشرة الأرضية، بالكتلة، والثامن حسب molarity. وتتواجد في الطبيعة في رواسب كبيرة من مغنسيت, دولوميت, وأملاح أخرى, وفي المياه المعدنية, حيثقد يكون أيون المغنسيوم قابل للذوبان. وفي 1618 حاول مزارع في إبسوم بإنجلترة حتى يسقى بقره من بئر. البقر رفض حتى يشرب من البئر للطعم المر لماء البئر. المزارع لاحظ بالرغم من ذلك حتى مياه ذلك البئر يظهر أنها تشفي الجروح والبثور. شهرة أملاح إبسوم انتشرت. ولاحقاً عـُرف حتى مياه البئر تحتوي على كبريتات المغنسيوم المائية, MgSO₄.

في انجلترا, عزل السير همفري ديفي بالتحليل المائي فلز المغنسيوم النقي عام 1808 من خليط المغنسيا وHgO, و حضـّره "أ. بوسى" A. A. B. Bussy في صيغة متسقة عام 1831. أول اسم اقترحه ديفي للفلز كان مغنيوم, إلا حتى الاسم استقر على مغنسيوم.

مصادره

بالرغم من تواجد المغنسيوم في أكثر من 60 معدن, فقط الدولوميت, المغنسيت, البروسيت, الكرناليت, التلك, واولڤين لهم أهمية تجارية.

والمغنسيوم يكِّون 2.5% من القشرة الأرضية فهويأتي بالدرجة الثامنة في سعة انتشاره، والعنصر السادس بين المعادن الأكثر انتشاراً.

عدده الذري 12، وزنه الذري 24.312 ، حجم المول: 14.0سم³/ مول، بنيته الإلكترونية في الذرة الحرة: (2) (8) 2، كتلته الحجمية 1.738غ/سم³، نقطة انصهاره 650 ْس، نقطة غليانه 1110 ْس، الكهرسلبية 1.2، كمون المسرى (فلط)m2.37=M2+/M

في الولايات المتحدة يُستخرج هذا الفلز أساساً بواسطة التحليل المائي كلوريد المغنسيوم المصهور من ماء الملح, الآبار, ومياه البحر:

المهبط: Mg²⁺ + 2 e^- → Mg

المصعد: 2 Cl^- → Cl_{2 (غاز)} + 2 e^-

بلورات المغنسيوم مكثفة من البخار بطريقة Pidgeon process

كانت الولايات المتحدة تقليدياً المورِّد الرئيسي في العالم لهذا الفلز, بتوريدها 45% من انتاج العالم وذلك حتى عام 1995. واليوم, فنصيب الولايات المتحدة من السوق العالمية هو7%, مع بقاء مـُنتـِج محلي واحد فقط, US Magnesium, وهي شركة مولودة من الشركة المنحلة Magcorp. وبحلول عام 2005 أصبحت الصين المورِّد المسيطر, بتوريدها 60% من الانتاج العالمي, الذي كان 4% عام 1995. وعلى العكس من عملية التحليل الكهربي المشروحة آنفاً, تعتمد الصين بدرجة شبه كاملة على طريقة مختلفة لاستخراج الفلز من خاماته, the silicothermic Pidgeon process (الاختزال الحرارى بالسيليكون).

المغنسيوم من ماء البحر

الأيون الموجب Mg²⁺ هوثاني أكثر الأيونات الموجبة وفرةً في ماء البحر (يتوافر بنسبة نحو12% من كتلة الصوديوم فيه), مما يجعل ماء البحر وملح البحر مصدراً تجارياً جذاباً للمغنسيوم. ولاستخراج المغنسيوم, تـُضاف كربونات الكالسيوم إلى ماء البحر لتكوين راسب كربونات المغنسيوم.

MgCl₂ + CaCO₃ → MgCO₃ + CaCl₂

كربونات المغنسيوم لا تقبل الذوبان في الماء ولذلك يمكن ترشيحها, وتتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك للحصول على كلوريد المغنسيوم المركز.

MgCO₃ + 2HCl → MgCl₂ + CO₂ + H₂O

من كلوريد المغنسيوم, التحليل الكهربي يبنج المغنسيوم.

تحضيره

المغنسيوم أبرز عناصر فصيلته. هناك طريقتان رئيستان لاستحصاله. إحداهما تعتمد على التحليل الكهربائي لماء البحر، والأخرى الطريقة الحرارية السيليكونية silicothermic ويستعمل فلز الدولوميت في الطريقة الثانية.

كيفية التحليل الكهربائي

تعتمد هذه الطريقة على تحليل كلوريد المغنسيوم فينتج الكلور ومعدن المغنسيوم. يمكن استعمال المغنسيت، والدولوميت والمياه المالحة الطبيعية مواد أولية في هذه الطريقة إلا حتى ماء البحر هوالمصدر الرئيسي لهذه الغاية إذ يحوي 0.13% مغنسيوم.

يفصل المغنسيوم من ماء البحر على هيئةMg(OH)₂ قليل الانحلال. ويرسَّب هدروكسيد المغنسيوم بإضافة أساس رخيص الثمن وذلك بإضافة القواقع البحرية CaCo₃ التي تعطي بتسخينها غاز الكربون CO₂وأكسيد الكالسيوم أوالكلس الحي CaO، وهذا بدوره يتحول إلى هدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)₂ فيعطي أيون الهدروكسيد الذي يرسب Mg(OH)₂.

ويفصل Mg(OH)₂ بالترشيح، ويعدَّل بحمض رخيص هوحمض كلور الماء.

وبِتبخير المحلول يبقى كلوريد المغنسيوم المميَّه الصلب. وبعد تجفيفه، يُصهَر عند الدرجة 807 ْس ثم يحلَّل كهربائياً فيعطي المغنسيوم والكلور الناتج المفيد تجارياً.

الطريقة الحرارية السيليكونية

يُرجَع أكسيد المغنسيوم بالسيليكون الحديدي Ferro-silicon بوجود الكلس الحي.

ويعمل الحديد حاملاً للسيليكون ولا يشهجر في التفاعل.

سبائكه

يدخل المغنسيوم في سبائك (أشابات) متنوعة، فهويعزّز قوة الأشابة من دون زيادة في وزنها.

يكوّن المغنسيوم سبائك مع الألمنيوم والزنك(الخارصين) والمنجنيز والسيليكون والزركونيوم ومعادن الأتربة النادرة rare-earth metals الثوريوم، أوالأتريوم.

وتراوح الكتلة الحجمية لسبائكه بين 1.74 و1.83غ/سم³. وإن خفة هذه السبائك هي التي ساعدت على استعمالها في خلق الطائرات، والنقل، وصنع الأدوات المتنوعة.

أكثر هذه السبائك أهمية في التجارة هي خلائط (Mg-Al-Zn). ويمكن تعديل خواصها بالمعالجات الحرارية المناسبة. ولهذه الخلائط صفة سيئة وهي أنها تخسر قوتها بسرعة بارتفاع درجة الحرارة خاصة فوق الدرجة 941 ْس. ولهذا انصبّ الاهتمام على تطوير السبائك (الخلائط) التي تحوي معادن الأتربة النادرة أوالثوريوم أوكليهما مكوِّنات رئيسية في السبيكة. إذ تستعمل هذه السبائك في المجال الحراري بين 371 ْس و482 ْس أوأعلى حسب المدة التي تعرّض لها المعدن عند درجات الحرارة المرتفعة. وأفضل معدن ترابي نادر النيوديميوم. ويكوِّن المغنسيوم سبائك مع الفضة يمكن استعمالها بدرجات حرارة مرتفعة (316 ْس). واستعمال الأتربة النادرة والثوريوم وسّع مجال تطبيقات سبائك المغنسيوم في خلق الصواريخ missiles والمراكب الفضائية spacecrafts .

وسبائك المغنسيوم - ألمنيوم - سيليكون التي تستعمل في المجال 135 ْس - 190 ْس تحسن سيولة السبيكة وقولبتها، ولهذا تصلح في الآلات الميكانيكية. وللمغنسيوم ميزة في خلق مواد البناء وهي قدرته على امتصاص الاهتزازات الميكانيكية. وبصورة عامة، إضافة العناصر المتنوعة إلى السبيكة تنقص هذه الخاصة.

يكوِّن المغنسيوم مع الأتريوم طائفة من السبائك تتميز من جميع السبائك السابقة بخواصها من حيث صبها casting ولا سيما في مجال الحرارة المرتفعة، وفي مقاومة التآكل.

البيولوجيا

أيونات المغنسيوم أساسية لكيمياء حياة الحمض النووي الأساسية, فهويأتي بالدرجة الثانية بين الأيونات الموجبة من حيث الكم داخل الخلايا، كما أنه يأتي في المرتبة الرابعة، بسعة انتشاره، في الجسم. وله دور كبير في العظام والأسنان. ويدخل في عمليات كيميائية حيوية رئيسية في الخلايا. ويوجد في الخلايا إمّا حراً وإما مرتبطاً مع الأدينوسين ثلاثي الفوسفات adenosine triphosphate (ATP)، أومع الحموض النووية، أوالكلوروفيل (اليخضور)، أوفي الأنزيمات المنشَّطة بعمل الأيون Mg²⁺. ولذلك فهي هامة لكل الخلايا لجميع العضيات الحية. النباتات لها استخدام اضافي للمغنسيوم في كون الكلوروفيلات پورفيرينات متمركزة حول المغنسيوم. ويحتاج الكثير من الإنزيمات إلى وجود إنزيمات المغنسيوم لإداء عملهم المساعدcatalytic action, وخاصة الإنزيمات التي تستعمل ثلاثي فوسفات الأدنوسين Adenosine triphosphate - ATP, أواولئك الذين يستخدمون نيوكلوتيدات أخرى لتخليق دنا ورنا. نقص المغنسيوم في النباتات يسبب اصفرار في نهاية الموسم بين عروق الأوراق, خاصة في الأوراق القديمة, ويمكن اصلاح ذلك برش أملاح إپسوم (التي تـُرشــّح بسرعة), أوبدلاً من ذلك حجر جيري دولوميتي مفتت إلى التربة.

المصادر الغذائية للمغنسيوم

المغنسيوم هومكون أساسي للغذاء البشري الصحي ونقصه يسبب عدداً من الأمراض. ويتواجد المغنسيوم في الكثير من الأطعمة الشائعة إلا حتى الدراسات تبين معاناة الكثيرين من نقص المغنسيوم. المغنسيوم الزائد في الدم يتم ترشيحه في الكلى, ولهذا السبب فإنه من الصعب حتى يعاني المرء من جرعة زائدة من المغنسيوم من مصادره الغذائية وحدها. إلا حتى هناك عدد من عقاقير الإضافات supplements المغنسيوم التي تجعل تعاطي جرعة زائدة خطراً محتملاً, وخصوصاً في الأشخاص الذين يعانون من مشاكل في الوظائف البولية, ولكن يمكن حدوث hypermagnesemia شديدة بدون فشل كلوي.

النظائر

للمغنسيوم ثلاث نظائر مستقرة: ²⁴Mg, ²⁵Mg, ²⁶Mg. وثلاثتهم متواجدون بكميات كبيرة (انظر جدول النظائر أعلاه). فنحو79% من المغنسيوم هو²⁴Mg. والنظير ²⁸Mg مشع وفي الخمسينات إلى السبعينات كان يـُنتج تجارياً في الكثير من المفاعلات النووية لتوليد الطاقة للاستخدام في التجارب الفهمية. ولهذا النظير نصف عمر قصير نسبياً (21 ساعة) ولذلك فاستخدامه كان يحده زمن النقل.

²⁶Mg عثر استخداماً في الجيولوجيا النظائرية, مثل دور الألومنيوم. ²⁶Mg هوradiogenic daughter product of ²⁶Al, الذي له نصف عمر قدره 717,000 سنة. إثراءات enrichments كبيرة من ²⁶Mg مستقر لوحظت في Ca-Al-rich inclusions في بعض النيازك carbonaceous chondrite. التوافر الشاذ للنظير ²⁶Mg يـُعزى إلى اضمحلال decay النظير الوالد ²⁶Al في inclusions. ولذلك, فالنيزك حتماً قد تشكل في السديم الشمسي قبل حتى يضمحل ²⁶Al. ولذلك, فهذه الشظايا هي بين أقدم الأمور في النظام الشمسي وقد احتفظت بمعلومات عن تاريخها المبكر.

ومن المعتاد رسم ²⁶Mg/²⁴Mg أمام نسبة Al/Mg. ففي رسم isochron dating, فنسبة Al/Mg المرسومة هي ²⁷Al/²⁴Mg. ميل of the isochron ليس له أهمية عـُمرية, إلا أنه يوضح النسبة ²⁶Al/²⁷Al المبدئية في العينة عند وقت فصل الأنظمة من مستودع مشهجر.

محاذير

سيارة السباق هوندا F1 موديل RA302 ذات الجسم المصنوع من المغنسيوم والتي كان يقودها جوشلسر ترتطم وتشتعل أثناء گران پري الفرنسي عام 1968. شلسر لقي مصرعه في الحادث.

فلز المغنسيوم وسبائكه قابلون للاشتعال بدرجة كبيرة في صيغتهم النقية سواءً كان مصهوراً, مسحوقاً أوعلى شكل شريط. المغنسيوم المشتعل أوالمصهور يتفاعل بعنف مع الماء. مسحوق المغنسيوم يشكل خطر انفجار. ويجب على المتعاملين مع المغنسيوم ارتداء نظارات واقية, وإذا كان مشتعلاً, فالنظارات يجب حتىقد يكون عليها مرشـِّح تقيل للآشعة فوق البنفسجية, مماثلة لتلك المستخدمة في عمليات اللحام. الضوء الأبيض الساطع (بما فيه الآشعة فوق البنفسجية) الناتج عن اشتعال المغنسيوم يمكن حتى يلحق ضرراً دائماً بشبكية العين, مثل حروق لحام القوس.

يجب ألا يـُستخدم الماء في إطفاء حرائق المغنسيوم, لأنه يستطيع انتاج هيدروجين الذي يزيد من اضطرام النار, حسب التفاعل التالي:

Mg _(s) + 2 H₂O _(g) → Mg(OH)₂_(s) + H₂_(g)

أوبالحدثات:

مغنسيوم _(صلب) + بخار ماء → هيدروكسيد المغنسيوم _(صلب) + هيدروجين _(غاز)

طفايات الحريق المستعملة لثاني اكسيد الكربون يجب ألا يستعملوا كذلك, لأن المغنسيوم يمكن حتى يشتعل في ثاني اكسيد الكربون (مكوناً اكسيد المغنسيوم, MgO, وكربون).طفايات الحريق الكيماوية الجافة من النمط د هي ما يجب استعماله إذا توافرت, وإلا فيجب تغطية النار بالرمل أوflux مسبك المغنسيوم. والطريقة السهلة لإطفاء حرائق فلزية صغيرة هي بوضع كيس پولي إثيلين مملوء بالرمل الجاف فوق النار. حرارة النار ستذيب الكيس والرمل سينساب على النار ليخمدها.

انظر أيضاً

أملاح المغنسيوم
مركبات المغنسيوم
سبائك المغنسيوم

المصادر

^ 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.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Conventional Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
^ Standard Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
^ دويتشه ڤيله - صوت ألمانيا
^ Alan A. Luo and Bob R. Powell (2001). "Tensile and Compressive Creep of Magnesium-Aluminum-Calcium Based Alloys" (PDF). Materials & Processes Laboratory, General Motors Research & Development Center. Retrieved on 2007-08-21.
^ "Meaner, cleaner, lighter, greener". Motor Trader. 1996-12-02.
^ هيام بيرقدار. "المغنزيوم". الموسوعة العربية. Retrieved 2012-04-02.
^ . "Abundance and form of the most abundant elements in Earth’s continental crust" (PDF). Retrieved on 2008-02-15.
^ Vardi, Nathan (February 22 2007). "Man With Many Enemies". Forbes.com. Retrieved 2006-06-26. Check date values in: |date= (help)
^ Magnesium
^ Kontani M, Hara A, Ohta S, Ikeda T (2005). "Hypermagnesemia induced by massive cathartic ingestion in an elderly woman without pre-existing renal dysfunction". Intern. Med. 44 (5): 448–52. PMID 15942092.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ "Science Safety: Chapter 8". Government of Manitoba. Retrieved 2007-08-21.
^ "Chemistry : Periodic Table : magnesium : chemical reaction data". webelements.com. Retrieved 2006-06-26.
^ "Demo Lab: Reaction Of Magnesium Metal With Carbon Dioxide". Retrieved 2006-06-26.

وصلات خارجية

Magnesium Industry Professional’s corner
WebElements.com - Magnesium
Magnesium online resource center
The Magnesium Website – Includes full text papers and textbook chapters by leading magnesium authorities Mildred Seelig, Jean Durlach, Burton M. Altura and Bella T. Altura. Links to over 300 articles discussing magnesium and magnesium deficiency.
Computational Chemistry Wiki
Humorous story of burning a magnesium NeXT computer.
Info.
A description of the element as well as a symbol