Ма́гний (лат.Magnesium; обозначается символом Mg) — элемент второй группы, третьего периода периодической системы (по старой классификации — главной подгруппы второй группы) с атомным номером 12. Как простое вещество магний представляет собой лёгкий, ковкий щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой химической активностью, на воздухе активно окисляется, реагирует с влагой и кислородом. Температура плавления: 650 °C, температура кипения: 1090 °C. Из-за высокой химической активности магний в свободном виде в природе не встречается. Латинское название элемента происходит от названия древнего города Магнезия в Малой Азии, в окрестностях которого имеются залежи минерала магнезита.
Магний — один из самых распространённых элементов земной коры, на его долю приходится 1,95 % массы земной коры. Большие количества магния находятся в морской воде виде раствора солей. В 1695 году из минеральной воды Эпсомского источника в Англии выделили соль, обладавшую горьким вкусом и слабительным действием. Аптекари назвали её «горькой солью», а также «английской» или «эпсомской солью». Минерал эпсомит представляет собой кристаллогидрат сульфата магния и имеет химическую формулу MgSO4 • 7H2O.
...магний, проволока из которого сгорает, распространяя ослепительный свет. Зажигаю проволоку и опускаю ее в стеклянную банку, заключающую обыкновенный воздух; проволока сгорает, и на дно падает совершенно белая зола: это ― магнезия...[2]
Лишь шесть элементов периодической системы встречаются на Земле чаще магния. Он входит в состав почти двухсот минералов. Но получают его в основном из трех ― магнезита, доломита и карналлита.[6]
Магний, введённый в расплавленный чугун, модифицирует его, т. е. улучшает его структуру и повышает механические свойства. Отливки из модифицированного чугуна с успехом заменяют стальные поковки.[6]
Магний ― непременная составная часть молекулы хлорофилла, без которого невозможен фотосинтез. Но этим функции магния в жизнедеятельности растения не ограничиваются. Он участвует в процессах передвижения фосфора...[7]
Как легко восстановляется барий глинием, так же легко в свою очередь глиний восстановляется магнием из своего фтористого соединения (из криолита, искусственно мною приготовленного), в чем я также убедился особенным опытом. Если глиний восстановляет барий из окиси, то можно было ожидать и подобного его действия на окись калия: я произвел опыт в изогнутом ружейном стволе, в закрытый конец которого были положены куски едкого кали и глиния; при довольно высокой температуре показались пары калия...[1]
Для того, чтобы обнаружить присутствие углерода в углекислоте, необходимо отнять у нее кислород. Этого можно достигнуть, заставив кислород соединиться с каким-нибудь телом, обладающим еще большим к нему сродством. Таков, например, металл магний, проволока из которого сгорает, распространяя ослепительный свет. Зажигаю проволоку и опускаю ее в стеклянную банку, заключающую обыкновенный воздух; проволока сгорает, и на дно падает совершенно белая зола: это ― магнезия, соединение металла магния с кислородом. Повторяю тот же опыт, но на этот раз погружаю горящую проволоку в сосуд с углекислотой; теперь она уже вынуждена добывать себе кислород, отнимая его у углерода, и этот последний должен обнаружиться. И, действительно, на этот раз проволока горит не тихо, а с треском, как бы с целым рядом маленьких взрывов, а на стенках стеклянного сосуда осаждается черная копоть. Это ― освободившийся углерод.[2]
Немало месторождений, содержащих важные в промышленном отношении полезные ископаемые, было открыто впервые. В том числе освоены совершенно новые виды минерального сырья, которых не знала промышленность царской России. Таковы, например, месторождения калиевых и магниевых солей в Соликамском районе, месторождения бора в Северном Прикаспии, золота и олова ― в Восточной Сибири...[13]
Земная кора богата магнием ― в ней содержится более 2,1% этого элемента. Лишь шесть элементов периодической системы встречаются на Земле чаще магния. Он входит в состав почти двухсот минералов. Но получают его в основном из трех ― магнезита, доломита и карналлита. В нашей стране богатые месторождения магнезита расположены на Среднем Урале (Саткинское) и в Оренбургской области (Халиловское). А в районе города Соликамска разрабатывается крупнейшее в мире месторождение карналлита. Доломит ― самый распространенный из магнийсодержащих минералов ― встречается в Донбассе, Московской и Ленинградской областях и многих других местах.[6]
Магний, введенный в расплавленный чугун, модифицирует его, т. е. улучшает его структуру и повышает механические свойства. Отливки из модифицированного чугуна с успехом заменяют стальные поковки. Кроме того, металлурги используют магний для раскисления стали и сплавов (для уменьшения содержания в них вредной примеси — кислорода).
Свойство магния (в виде порошка, проволоки или ленты) гореть белым ослепительным пламенем широко используется в военной технике — для изготовления осветительных и сигнальных ракет, трассирующих пуль и снарядов, зажигательных бомб. Хорошо знакомы с магнием фотографы: «Спокойно! Снимаю!» — и яркая вспышка магния на мгновение ослепляет вас. Впрочем, в этой роли магний выступает всё реже — электрическая лампа «блиц» вытесняет его.[6]
Литийорганические соединения применяют там же, где и магнийорганические (в реакциях Гриньяра), но соединения элемента № 3 ― более активные реагенты, чем соответствующие гриньяровские реактивы.[14]
Ган, впоследствии профессор, выдающийся химик своего времени, скатывал из пиролюзита шарики, добавляя к руде масло, и сильно нагревал их в тигле, выложенном древесным углем. Получались металлические шарики, весившие втрое меньше, чем шарики из руды. Это и был марганец. Новый металл называли сначала magnesia, но в то время уже была известна белая магнезия ― окись магния. Поэтому металл переименовали в magnesium ― это название и было принято Французской комиссией по номенклатуре в 1787 году. Но спустя двадцать лет, в 1808 году, Г. Дэви выделил магний ― элемент белой магнезии, которому название magnesium подходило больше. Во избежание путаницы марганец стали называть manganium, производя это слово от греческого названия пиролюзита.[15]
— Алексей Гусовский, «Марганец», 1970
Или другой пример. Магний к числу тугоплавких металлов не отнесешь, 651° C ― далеко не рекордная температура плавления. Олово плавится при еще более низкой температуре ― 232° C. А их сплав ― соединение Mg2Sn имеет температуру плавления 778° C. Тот факт, что элемент № 50 образует довольно многочисленные сплавы такого рода, заставляет критически отнестись к утверждению, что лишь 7% производимого в мире олова расходуется в виде химических соединений.[8]
Из водных растворов солей ванадия в избытке солей магния при добавлении щёлочиШилов получил обычным методом рыхлый, хлопьевидный, аморфный осадок гидроокиси ванадия V(OH)2, содержащий ионы магния и молекулы воды в качестве лигандов (молекул и ионов, связанных с центральным ионом в комплексном соединении). При насыщении раствора азотом воздуха этот осадок оказался мощным катализатором образования гидразина H2NNH2, а при изменении некоторых условий ― непосредственно аммиака. <...> На опыте оказалось, что на каждую образовавшуюся молекулу гидразина расходуется четыре молекулы V(ОН)2, переходящие в V(OH)3. Механизм реакции получения гидразина ещё не вполне выяснен. Скорее всего ионы магния и ионы ванадия образуют сложный каталитический комплекс, содержащий молекулы воды в качестве лигандов этого сложного комплексного соединения.[16]
На северо-западе США есть «Долина Духов», названная так индейцами потому, что все произрастающие в ней растения ядовиты для человека и животных. Белые поселенцы, с пренебрежением отнесшиеся к этой легенде, тяжело заболели. Лишь потом выяснилось: в почве долины повышенное содержание селена, который, будучи близок по химическим свойствам к сере, усваивается растениями, причем получаются белки, содержащие селен вместо серы. Такая замена не влияет или мало влияет на произрастание растений, но вызывает серьезные заболевания животных и человека, использовавших эти растения в пищу. На некоторых почвах магний может заменяться в растениях бериллием, кальций ― стронцием, что также делает эти растения непригодными для пищи.[9]
Магний относится к числу металлов, промышленное использование и производство которого стало развиваться около ста лет назад. Основными его достоинствами являются сравнительно низкая плотность (1,74 г/см куб.), удовлетворительная устойчивость в воздухе и некоторых других средах, высокая активность в качестве восстановителя в химических процессах, а также хорошая способность сплавляться с другими металлами. Чистый металлический магний используется в основном в качестве легирующей добавки в сплавах на основе алюминия, титана и некоторых других металлов. В чёрной металлургии магний довольно широко применяется для глубокой десульфурации чугуна и стали, а также для улучшения свойств чугуна путем сфероидизации графита. Кроме того, магний является незаменимым восстановителем, в первую очередь, в производстве титановой губки. Магниевые сплавы широко используются в современной технике, в первую очередь, благодаря низкой плотности, что позволяет существенно снизить вес изделий и конструкций. Например, разработанные в последние годы промышленные магниевые сплавы, содержащие литий, имеют плотность 1,35-1,6 г/см куб. при достаточно высоких прочностных свойствах и хорошем модуле упругости. Кроме того, сплавы магния химически устойчивы в щелочах, минеральных маслах, фторсодержащих газовых средах. Из-за высокого электрического потенциала эти сплавы используются в качестве протекторов при электрохимической защите стальных конструкций от коррозии в морской воде и подземных сооружениях.[12]
На протяжении 60-80-х годов прошлого века мировое производство и потребление магния росло в среднем около 3% в год. К середине 90-х годов выпуск этого металла достиг 250 тыс. т., а затем резко ускорился ― до 400 тыс. т. в 2000 году, главным образом из-за роста потребления сплавов в автопромышленности. В основе скачка лежит динамичное развитие магниевой отрасли в Китае, на долю которого в настоящее время приходится около 45% мирового выпуска магния. КНР использует местное сырье ― доломит с высоким, 33-36%-ным содержанием Мg, а также весьма дешевый пиджен-процесс с минимальными затратами на экологию, что резко повышает ценовую конкурентоспособность. Китайские поставки дешёвого и не очень качественного магния дестабилизировали мировой рынок и привели к закрытию крупных магниевых предприятий в Западной Европе, США и Канаде. В структуре потребления магния в различных отраслях экономики в последние 15-20 лет можно отметить увеличение почти в 3 раза доли литья под давлением, что в основном связано с активным использованием магниевых сплавов в автомобилестроении ― 80-85%.[12]
При определенном соотношении цинка и магния увеличение содержания меди в сплаве приводило к тому, что одновременно повышались прочность, пластичность, коррозионная стойкость и вязкость разрушения. Вот на этом основании мы смогли создать группу очень хороших высокопрочных алюминиевых сплавов ― В95, В96ц3 и особо прочный В96ц. Звонок от Андрея Николаевича Туполева, разговор в его обычной манере:
― Слушай, ты наверняка бьешь баклуши вместо того, чтобы работать. Давай, приходи ко мне.
― Слушаюсь, Андрей Николаевич, через десять минут буду.[17]
— Иосиф Фридляндер, «Алюминиевые сплавы в авиаракетной технике», 2004
ВИАМ стал родоначальником серии сплавов пониженной плотности. Это совершенно новый класс материалов, содержащих литий. Первый такой сплав создал академик И. Н. Фридляндер со своими учениками еще в 60-х годах ― на четверть века раньше, чем где-либо в мире. Его практическое использование, правда, поначалу было ограничено: такой активный элемент, как литий, требует особых условий выплавки. Первый промышленный алюминиево-литиевый сплав (его марка 1420) был создан на основе системы алюминий ― магний с добавлением 2% лития. Его использовали в КБ А. С. Яковлева при строительстве самолётов вертикального взлета для палубной авиации ― именно для таких конструкций экономия веса имеет особое значение. Як-38 эксплуатируется до сих пор, и никаких нареканий к сплаву нет. Более того. Оказалось, что детали из этого сплава обладают повышенной коррозионной стойкостью, хотя алюминиево-магниевые сплавы и сами по себе мало подвержены коррозии. Сплав 1420 можно сваривать. Это его свойство использовали при создании самолета МиГ-29М. Выигрыш в весе при строительстве первых опытных образцов самолета за счет пониженной плотности сплава и исключения большого количества болтовых и клепочных соединений достигал 24%![18]
Доломитовый известняк и доломитовая мука ― ценнейшие комплексные удобрения. С ними в почву вносится важный элемент минерального питания растений ― магний. Магний ― непременная составная часть молекулы хлорофилла, без которого невозможен фотосинтез. Но этим функции магния в жизнедеятельности растения не ограничиваются. Он участвует в процессах передвижения фосфора: при созревании семян растений фосфор передвигается в них из листьев в виде фосфата магния. В растительных и животных организмах магний служит активатором многих ферментов, участвующих в образовании и расщеплении соединений глюкозы с фосфорной кислотой, и, таким образом, играет большую роль в углеводном обмене. Вместе с фосфором магний содержится в тканях, из которых построены органы плодоношения. Кроме того, при участии магния в растении образуются витамины А и С. Далеко не всегда растения могут получать из почвы достаточное количество магния: в песчаных и супесчаных почвах его в несколько раз меньше, чем в почвах суглинистых и глинистых.[7]
На курсе был парень с недостатком речи: ко всем согласным, кроме шипящих, привязывалось «х» ― последствие волчьей пасти в младенчестве. Для обычного, разговорного общения ― легкие помехи, не больше. Но на экзаменах или на таких зачетах, как анализ, он сводил артикуляцию до уровня невоспринимаемого и непереносимого. Подходил с листочком к преподавателю и, не выпуская из рук, произносил: «Хахий, хахий, хахий и хохий». Это должно было значить «калий, натрий, магний и кобальт». Это могло значить «кальций, барий, кадмий и молибден». Даже на купрум и висмут годились хахий и хохий.[10]
— Анатолий Найман, «Славный конец бесславных поколений», 1994
Отличаются от москвичей по своей «химии» финны, японцы и жители острова Ньюфаундленд у атлантических берегов Канады. И тому тоже есть причина: они едят больше, чем мы, соленой рыбы, а соль ― это натрий. Одновременно вода в этих местах содержит меньше магния, поскольку она мягкая. Любопытно получается ― в мягкой воде хорошо голову мыть, а пить лучше жесткую. Американцы заметили: в штатах с жесткой водой смертность от сердечных заболеваниях меньше. И алкоголики часто умирают от сердечных приступов возможно потому, что 80 процентов из них нуждаются в магнии. Магний не только в воде ― он в сахаре, в зерне, в крупах. И вот что еще интересно: чем меньше в организме магния, тем меньше и калия. Получается, что, наваливаясь на свежие овощи и фрукты, в которых много калия, вы автоматически повышаете и долю магния, предохраняя себя от сосудистых заболеваний. А рыбоеды в Финляндии, Японии и Канаде как раз перебирают натрия (соль) и недобирают магния, а потому чаще, чем москвичи, страдают от гипертонии. Не правда ли, все это напоминает какую-то пьесу с запутанными взаимоотношениями главных действующих лиц: натрия, магния, калия?[11]
Я целые дни с утра до ночи работаю в химической лаборатории, варю, жарю, кипячу, выпариваю. Вчера доварился до рвоты. Нужно было осадить окись магния сернистым аммонием. Я позабыл прилить аммиаку, от этого стал выделяться сернистый водород в таком количестве, что я, едва вдохнувши его, сейчас же вспомнил Фридриха. Передай поклоны Селиванову, иже во святых отцу нашему купчине Митрофанию и злочестивой жене Его Людмиле со чады и со всеми яже с ними.[19]
Группа лиц решила однажды вечером сняться фотографическим путем. Сказано — сделано. Явился фотограф с аппаратом и с машинкой, которая автоматическим путем зажигает магний для вспышки.
Фотограф усадил группу и, после долгой возни, сказал:
— Приготовьтесь! Сейчас будет вспышка!!
Нажал пружину — чик! — вспышки нет.
Опять — чик! — опять нет вспышки. И так он пять раз пытался безуспешно произвести вспышку. Наконец ему эти попытки надоели, он вынул спички и зажег магний простым способом.
Это было очень смешно.[20]
Тонкая, крепкая рука схватила его, подняла, и Курцер почувствовал почти одновременно страшное сотрясение. Ослепляюще белое, как вспышка магния, горячее сияние вспыхнуло перед самым его лицом и погасло. Он попятился, ноги его дрогнули в коленях, он сел, роняя по пути бронзовые безделушки и успев испустить что-то похожее на крик. И вторично, на какую-то терцию секунды, вспыхнуло то же белое горячее сияние, постояло перед глазами и исчезло с грохотом, оставляя его в совершенной темноте.[21]
Суханов действительно ровно неделю назад неожиданно оказался собственником двух вагонов с металлом ― что там было он толком и не знал, этим занимался Крамской. Кажется, не то магний, не то вольфрам ― во всяком случае, металл очень ценный и очень дорогой. И, что самое главное, «чистый». Проверка, произведенная аналитическо-информационной службой «Города», показала, что вагоны эти и в самом деле не ворованные ― очередная уродливая гримаса так называемой конверсии, под видом которой за бесценок продавалось имущество Российской армии.[22]
― А под животом у Кастрюльца полыхнул белым пламенем весь какой есть магний самолётной свалки и запенился весь карбид, брошенный во все школьные чернильницы, чтобы впредь в целой жизни такую ошеломительную панику в своем теле больше никогда не почувствовать. Потом, когда он плелся домой, ему казалось, что из туловища что-то исчезло ― не то кишка, не то глист вышел.[23]
Это было похоже на вспышку магния, которая запечатлела героев в случайных позах ― и послала в будущее их фотографические отпечатки. Я говорю «магния», поскольку огонь и дым были настоящими. Айфон такой вспышки не даст даже по команде из АНБ. Хотя, конечно, как знать ― я где-то читал, что американские смартфоны могут не только подслушивать, подсматривать и поднюхивать, но и детонировать по сигналу из центра, пробивая ушную раковину и мозг направленным взрывом аккумулятора.[24]
Рождественские едут ёлки,
Полозья рельсами звенят,
И бестолковые (что ― в толке) Трамваи чешут свой канат. Фиалковый шипучий магний
Обронит одуванчик. Ты
С дивана (розовая, ангел)
Не встанешь: нет тебе фаты.[25]
Мигают звезды теософий
Из неба кубового в вой;
Провеял кризис философий,
Как некий гейзер снеговой:
Так в ночи вспыхивает магний,
Бьет электрический магнит;
И над поклонниками Агни,
Взлетев, из джунглей заогнит…[26]
он ждёт; и всё зримое в мире только ― высокий забор, жестянка в траве и четыре дула, смотрящих в упор.
Так ждал он, смеясь и мигая,
на именинах не раз,
чтоб магний блеснул, озаряя
белые лица без глаз.[5]
Лето. Ливень. Тоска. Я один. Гром скрежещет по жести.
Магний молний и взрывов, рулады и трели сирен.
Выход наглухо заперт: в бою остаются на месте.
В сердце кровь передвинулась влево: я чувствую крен.
То прячусь в сторонке
Под стать невидимке,
То где-то на пленке
Я вспыхнул на снимке. Казалось, что магний Блистательно вспыхнул, Казалось, я ахнул И сразу же стихнул.
И сразу потухнул,
И как-то опально,
Отверженно рухнул
В какую-то спальню,[27]
