Магний, свойства атома, химические и физические свойства


Магний, свойства атома, химические и физические свойства.

 

 

 

Mg 12  Магний 

24,304-24,307     1s2s2p3s2

 

Магний — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 12. Расположен во 2-й группе (по старой классификации — главной подгруппе второй группы), третьем периоде периодической системы.

Изотопы и модификации магния

Свойства магния (таблица): температура, плотность, давление и пр.

Физические свойства магния

Химические свойства магния. Взаимодействие магния. Реакции с магнием

Получение магния

Применение магния

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 




Атом и молекула магния. Формула магния. Строение магния:

Магний (лат. Magnesium, от др.-греч. βαρύς – «тяжёлый») – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Mg и атомным номером 12. Расположен в 2-й группе (по старой классификации — главной подгруппе второй группы), третьем периоде периодической системы.

Магний – щёлочноземельный металл.

Как простое вещество магний при нормальных условиях представляет собой лёгкий, ковкий металл серебристо-белого цвета.

Молекула магния одноатомна.

Химическая формула магния Mg.

Электронная конфигурация атома магния 1s2s2p3s2. Потенциал ионизации атома магния равен 7,64 эВ (737,3 кДж/моль).

Строение атома магния. Атом магния состоит из положительно заряженного ядра (+12), вокруг которого по трем атомным оболочкам движутся 12 электронов. При этом 10 электронов находятся на внутреннем уровне, а 2 электрона – на внешнем. Поскольку магний расположен в третьем периоде, оболочек всего три. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлена s- и р-орбиталями. Третья – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внешнем энергетическом уровне атома магния – на 3s-орбитали находится два спаренных электрона. Поэтому магний проявляет валентность II и степень окисления +2. В свою очередь ядро атома магния состоит из 12 протонов и 12 нейтронов. Магний относится к элементам s-семейства.

Радиус атома магния составляет 160 пм.

Атомная масса атома магния составляет 24,304-24,307 а. е. м.

 


Изотопы и модификации магния:

 


Свойства магния (таблица): температура, плотность, давление и пр.:

Общие сведения  
Название Магний
Прежнее название
Латинское название Magnesium
Символ Mg
Номер в таблице 12
Тип Металл
Группа Щелочноземельный металл
Открыт Джозеф Блэк, Шотландия, 1755 г., Хемфри Дэви, Англия, 1808 г., Антуан Александр Брутус Бюсси, Франция, 1829 г.,
Внешний вид и пр. Лёгкий, ковкий, серебристо-белый металл
Содержание в атмосфере и воздухе (по массе)
Содержание в земной коре (по массе) 2,9 %
Содержание в морях и океанах (по массе) 0,13 %
Содержание во Вселенной и космосе (по массе) 0,06 %
Содержание в Солнце (по массе) 0,07 %
Содержание в организме человека (по массе) 0,027 %
Свойства атома  
Атомная масса (молярная масса)* 24,304-24,307 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация 1s2s2p3s2
Радиус атома (вычисленный)**** 145 пм
Эмпирический радиус 150 пм
Ковалентный радиус**** 141 пм
Радиус иона 66 (+2e) пм
Радиус Ван-дер-Ваальса 173 пм
Химические свойства  
Степени окисления 0; +1; +2
Валентность II
Электроотрицательность 1,31 (шкала Полинга)
Энергия ионизации (первый электрон) 737,75 кДж/моль (7,646236(4) эВ)
Электродный потенциал -2,372 В
Физические свойства
Плотность 1,738 г/см3 (при 20 °C и нормальных условиях, состояние вещества – твердое тело),

1,584 г/см3 (при 650 °C и нормальных условиях, состояние вещества –жидкость),

1,57 г/см3 (при 651 °C и нормальных условиях, состояние вещества –жидкость)

Температура плавления 650 °C (923 K, 1202 °F)
Температура кипения** 1091 °C (1363 K, 1994 °F)
Температура сублимации
Температура разложения
Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом
Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) 8,48 кДж/моль
Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) 128 кДж/моль
Удельная теплоемкость при постоянном давлении 0,983 Дж/г·K (при 25°C),
1,6 Дж/г·K (при 100°C),
1,31 Дж/г·K (при 650°C)
Молярная теплоёмкость 24,869 Дж/(K·моль)
Молярный объём 14,0 см³/моль
Теплопроводность (при нормальных условиях) 156 Вт/(м·К)
Теплопроводность (при 300 K) 156 Вт/(м·К)
Критическая температура
Критическое давление
Критическая плотность
Тройная точка
Давление паров 0,1 мм.рт.ст.  (при 510 °C),
1 мм.рт.ст. (при 602 °C),
10 мм.рт.ст. (при 723 °C),
100 мм.рт.ст. (при 892 °C)
Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом, % объёмных
Взрывоопасные концентрации смеси газа с кислородом, % объёмных
Стандартная энтальпия образования ΔH 0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело),

147,1кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – газ)

Стандартная энергия Гиббса образования ΔG 0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело)
Стандартная энтропия вещества S 32,7 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело),

148,5 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – газ)

Стандартная мольная теплоемкость Cp 23,9 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело),

20,8 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – газ)

Энтальпия диссоциации ΔHдисс 
Диэлектрическая проницаемость
Магнетизм парамагнитный материал
Магнитная восприимчивость +13,1·10−63/моль (при 298 K)
Электропроводность в твердой фазе 23·106 См/м
Удельное электрическое сопротивление 43,9 нОм·м (при 20 °C)
Сверхпроводимость при температуре 0,0005 К
Твёрдость по Моосу 1-2,5
Твёрдость по Бринеллю 44-260 МПа
Твёрдость по Виккерсу
Скорость звука 4940 м/с (при 20 °C) (в тонком стержне)
Поверхностное натяжение
Динамическая вязкость газов и жидкостей
Коэффициент теплового расширения 24,8 мкм/(М·К) (при 25 °С)
Модуль Юнга 45 ГПа
Модуль сдвига 17 ГПа
Объемный модуль упругости 35,4 ГПа
Коэффициент Пуассона 0,29
Структура решётки гексагональная
Параметры решётки = 3,2029 Å, = 5,2000 Å
Отношение c/a 1,624
Температура Дебая 318 К
Конденсат Бозе-Эйнштейна
Двумерные материалы

 

Примечание:

* Указан диапазон значений атомной массы в связи с различной распространённостью изотопов данного элемента в природе.

** Температура кипения магния согласно https://ru.wikipedia.org/wiki/Магний [Россия] составляет 1090 °C (1363 K, 1994 °F).

**** Атомный радиус магния (вычисленный) согласно https://ru.wikipedia.org/wiki/Магний [Россия] составляет 160 пм, ковалентный радиус магния согласно https://ru.wikipedia.org/wiki/Магний [Россия] составляет 136 пм.

 


Физические свойства магния:

 

Химические свойства магния. Взаимодействие магния. Реакции с магнием:

1. Реакция взаимодействия магния и водорода:

Mg + H2 → MgH2 (t = 175 °C, kat = MgI2).

В результате реакции образуются гидрид магния. Реакция протекает при избыточном давлении.

2. Реакция окисления кислородом магния:

2Mg + O2 → 2MgO (t =  600-650 °C).

В результате реакции образуется оксид магния. В ходе реакции сгорает магний на воздухе.

3. Реакция взаимодействия магния и хлора:

Mg + Cl2 → MgCl2.

В результате реакции образуются хлорид магния.

4. Реакция взаимодействия магния и кремния:

2Mg + Si  → Mg2Si (t°).

В результате реакции образуются силицид магния. Реакция протекает при сплавлении реакционной смеси.

5. Реакция взаимодействия магния и азота:

3Mg + N2 → Mg3N2 (t = 700-800 °C).

В результате реакции образуются нитрид магния.

6. Реакция взаимодействия магния и фосфора:

3Mg + 2P → Mg3P2.

В результате реакции образуются фосфид магния.

7. Реакция взаимодействия бора и магния:

2B + 3Mg → Mg3B2 (t°).

В результате реакции образуются борид магния.

8. Реакция взаимодействия висмута и магния:

2Bi + 3Mg → Mg3Bi2 (t = 300-400 °C).

В результате реакции образуются висмутид магния.

9. Реакция взаимодействия сурьмы и магния:

2Sb + 3Mg → Mg3Sb2 (t ≈ 650 °C).

В результате реакции образуются стибид магния.

10. Реакция взаимодействия магния и воды:

Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2.

В результате реакции образуются гидроксид магния и водород. В ходе реакции используется горячая вода.

11. Реакция взаимодействия оксида бериллия и магния:

BeO + Mg → MgO + Be (t = 700-800 °C).

В результате реакции образуются оксид магния и бериллий.

12. Реакция взаимодействия оксида азота (I) и магния:

N2O + Mg → N2 + MgO (t ≈ 500°C).

В результате реакции образуются азот и оксид магния.

13. Реакция взаимодействия оксида азота (II) и магния:

2NO + 2Mg → N2 + 2MgO (t ≈ 500 °C).

В результате реакции образуются азот и оксид магния.

14. Реакция взаимодействия магния и тетраоксида диазота:

Mg + 2N2O4 → Mg(NO3)2 + 2NO (t = 150 °C).

В результате реакции образуются нитрат магния и оксид азота.

15. Реакция взаимодействия оксида лития и магния:

Li2O + Mg → 2Li + MgO (t = 800 °C).

В результате реакции образуются литий и оксид магния.

16. Реакция взаимодействия оксида лития, магния и водорода:

Li2O + Mg + H2 → 2LiH + MgO (t = 450-500 °C).

В результате реакции образуются гидрид лития и оксид магния.

17. Реакция взаимодействия оксида бора и магния:

B2O3 + 6Mg → Mg3B2 + 3MgO (t = 750-900 °C),

B2O3 + 3Mg → 2B + 3MgO (t°).

В результате реакции образуются в первом случае – борид магния и оксид магния, во втором – бор и оксид магния.

Вторая реакция представляет собой метод получения аморфного бора. Полученный бор – бор Муассана, чистота 95-98 %.

18. Реакция взаимодействия оксида углерода и магния:

CO2 + 2Mg → 2MgO + C (t ≈ 500 °C).

В результате реакции образуются оксид магния и углерод. В ходе реакции происходит сжигание магния в среде углекислого газа.

19. Реакция взаимодействия оксида кремния и магния:

SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO (t ≈ 1000 °C),

SiO2 + 4Mg → Mg2Si + 2MgO (t = 800 °C).

В результате реакции образуются в первом случае – кремний и оксид магния. Первая реакция представляет собой лабораторный метод получения кремния осуществляют следующем образом: смесь сухого песка и измельченного магния зажигают магниевой лентой.

Во втором случае в результате реакции образуются силицид магния и оксид магния. Реакция протекает при температуре не более 800°C в атмосфере водорода.

20. Реакция взаимодействия оксида кальция, водорода и магния:

CaO + H2 + Mg → CaH2 + MgO (t = 800-900 °C).

В результате реакции образуются гидрид кальция и оксид магния.

21. Реакция взаимодействия магния и бромоводорода:

Mg + 2HBr → MgBr2 + H2.

В результате реакции образуются бромид магния и водород. В ходе реакции используется разбавленный раствор бромоводорода.

22. Реакция взаимодействия магния и фтороводорода:

Mg + 2HF → MgF2 + H2.

В результате реакции образуются фторид магния и водород. В ходе реакции используется разбавленный раствор фтороводорода.

23. Реакция взаимодействия магния и сероводорода:

Mg + H2S → MgS + H2 (t = 500 °C).

В результате реакции образуются сульфид магния и водород.

24. Реакция взаимодействия магния и азотной кислоты:

5Mg + 12HNO3 → 5Mg(NO3)2 + N2 + 6H2O,

4Mg + 10HNO3 → 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O,

2Mg + 6HNO3 → 2Mg(NO3)2 + N2O + NO + 3H2O.

В результате реакции образуются в первом случае – нитрат магния, азот и вода, во втором – нитрат магния, оксид азота (I) и вода, в третьем – нитрат магния, оксид азота (I), оксид азота (II) и вода. В ходе реакции в первом и втором случае применяется разбавленная азотная кислота, в третьем – 30%-й раствор азотной кислоты.

25. Реакция взаимодействия магния и ортофосфорной кислоты:

3Mg + 2H3PO4 → Mg3(PO4)2 + 3H2.

В результате реакции образуются ортофосфат магния и водород. При этом в ходе реакции используется разбавленный раствор ортофосфорной кислоты.

Аналогичные реакции проходят и с другими кислотами.

26. Реакция взаимодействия магния и аммиака:

3Mg + 2NH3 → Mg3N2 + 3H2 (t = 600-850 °C).

В результате реакции образуются нитрид магния и водород.

27. Реакция взаимодействия фторида бериллия и магния:

BeF2 + Mg → MgF2 + Be (t = 700-750 °C).

В результате реакции образуются фторид магния и бериллий.

28. Реакция взаимодействия фторида кремния и магния:

SiF4 + 2Mg → Si + 2MgF2 (t = 500-600 °C).

В результате реакции образуются кремний и фторид магния. В ходе реакции применяется примесь – силицид магния Mg2Si.

29. Реакция взаимодействия карбоната лития и магния:

Li2CO3 + Mg → 2Li + MgO + CO2 (t = 550-600 °C).

В результате реакции образуются литий, оксид магния и оксид углерода.

30. Реакция взаимодействия магния и карбоната рубидия:

3Mg + Rb2CO3 → 2Rb + 3MgO + C (t°).

В результате реакции образуются рубидий, оксид магния и углерод. Этим методом добывают рубидий.

31. Реакция взаимодействия карбида кремния и магния:

2SiC + 5Mg → 2Mg2Si + MgC2 (t ≈ 700°C).

В результате реакции образуются силицида магния и карбида магния.

32. Реакция взаимодействия хлорида олова и магния:

SnCl2 + Mg → MgCl2 + Sn (t = 200-300 °C).

В результате реакции образуются хлорид магния и олово.

33. Реакция взаимодействия хлорида ванадия и магния:

2VCl3 + 3Mg → 2V + 3MgCl2.

В результате реакции образуются ванадий и хлорид магния.

34. Реакция взаимодействия хлорида железа и магния:

2FeCl3 + 3Mg → 2Fe + 3MgCl2 (t = 300-400 °C).

В результате реакции образуются железо и хлорид магния.

35. Реакция взаимодействия хлорида титана и магния:

TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl2 (t = 800-850 °C).

В результате реакции образуются титан и хлорид магния. В ходе реакции используется магний в виде расплава. Реакцию проводят при температуре в отсутствие воздуха в атмосфере аргона.

36. Реакция взаимодействия хлорида гафния и магния:

HfCl4 + 2Mg → Hf + 2MgCl2 (t = 650-700 °C).

В результате реакции образуются гафний и хлорид магния.

37. Реакция взаимодействия хлорида циркония и магния:

ZrCl4 + 2Mg → Zr + 2MgCl2 (t ≈ 700 °C).

В результате реакции образуются цирконий и хлорид магния.

38. Реакция взаимодействия хлорида тантала и магния:

2TaCl5 + 5Mg → 2Ta + 5MgCl2 (t ≈ 750°C).

В результате реакции образуются тантал и хлорид магния.

39. Реакция взаимодействия хлорида ванадия, оксида углерода и магния:

2VCl3 + 12CO + 4Mg → Mg[V(CO)6]2 + 3MgCl2 (t ≈ 135 °C).

В результате реакции образуются гексакарбонилванадат магния и хлорид магния. Реакция протекает в пиридине при температуре около 135°C и избыточном давлении.

40. Реакция взаимодействия сульфата бериллия, воды и магния:

2BeSO4 + 2H2O + Mg → Be2(OH)2SO4 + MgSO4 + H2.

В результате реакции образуются гидроксосульфат бериллия, сульфат магния и водород.

41. Реакция взаимодействия сульфида титана и магния:

TiS2 + 2Mg → 2MgS + Ti (t ≈ 1000 °C).

В результате реакции образуются сульфид магния и титан. Реакция протекает в атмосфере аргона.

42. Реакция взаимодействия тетрабората натрия и магния:

Na2B4O7 + 6Mg → 4B + 6MgO + Na2O (t ≈ 600 °C).

В результате реакции образуются аморфный бор, оксид магния и оксид натрия.

43. Реакция взаимодействия магния и пентана:

10Mg + 3C5H12 → 5Mg2C3 + 18H2 (t = 700 °C).

В результате реакции образуются карбид магния и водород. Реакция протекает при нагревании до температуры не более 700°C.

44. Реакция взаимодействия магния и циклопентадиена:

Mg + 2C5H6 → Mg(C5H5)2 + H2.

В результате реакции образуются циклопентадиенил магния и водород.

45. Реакция взаимодействия магния и ацетилена:

Mg + C2H2 → MgC2 + H2 (t = 400 °C).

В результате реакции образуются карбид магния и водород.

 


Получение магния:

 

Применение магния:

 

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 

  1. 1. Водород
  2. 2. Гелий
  3. 3. Литий
  4. 4. Бериллий
  5. 5. Бор
  6. 6. Углерод
  7. 7. Азот
  8. 8. Кислород
  9. 9. Фтор
  10. 10. Неон
  11. 11. Натрий
  12. 12. Магний
  13. 13. Алюминий
  14. 14. Кремний
  15. 15. Фосфор
  16. 16. Сера
  17. 17. Хлор
  18. 18. Аргон
  19. 19. Калий
  20. 20. Кальций
  21. 21. Скандий
  22. 22. Титан
  23. 23. Ванадий
  24. 24. Хром
  25. 25. Марганец
  26. 26. Железо
  27. 27. Кобальт
  28. 28. Никель
  29. 29. Медь
  30. 30. Цинк
  31. 31. Галлий
  32. 32. Германий
  33. 33. Мышьяк
  34. 34. Селен
  35. 35. Бром
  36. 36. Криптон
  37. 37. Рубидий
  38. 38. Стронций
  39. 39. Иттрий
  40. 40. Цирконий
  41. 41. Ниобий
  42. 42. Молибден
  43. 43. Технеций
  44. 44. Рутений
  45. 45. Родий
  46. 46. Палладий
  47. 47. Серебро
  48. 48. Кадмий
  49. 49. Индий
  50. 50. Олово
  51. 51. Сурьма
  52. 52. Теллур
  53. 53. Йод
  54. 54. Ксенон
  55. 55. Цезий
  56. 56. Барий
  57. 57. Лантан
  58. 58. Церий
  59. 59. Празеодим
  60. 60. Неодим
  61. 61. Прометий
  62. 62. Самарий
  63. 63. Европий
  64. 64. Гадолиний
  65. 65. Тербий
  66. 66. Диспрозий
  67. 67. Гольмий
  68. 68. Эрбий
  69. 69. Тулий
  70. 70. Иттербий
  71. 71. Лютеций
  72. 72. Гафний
  73. 73. Тантал
  74. 74. Вольфрам
  75. 75. Рений
  76. 76. Осмий
  77. 77. Иридий
  78. 78. Платина
  79. 79. Золото
  80. 80. Ртуть
  81. 81. Таллий
  82. 82. Свинец
  83. 83. Висмут
  84. 84. Полоний
  85. 85. Астат
  86. 86. Радон
  87. 87. Франций
  88. 88. Радий
  89. 89. Актиний
  90. 90. Торий
  91. 91. Протактиний
  92. 92. Уран
  93. 93. Нептуний
  94. 94. Плутоний
  95. 95. Америций
  96. 96. Кюрий
  97. 97. Берклий
  98. 98. Калифорний
  99. 99. Эйнштейний
  100. 100. Фермий
  101. 101. Менделеевий
  102. 102. Нобелий
  103. 103. Лоуренсий
  104. 104. Резерфордий
  105. 105. Дубний
  106. 106. Сиборгий
  107. 107. Борий
  108. 108. Хассий
  109. 109. Мейтнерий
  110. 110. Дармштадтий
  111. 111. Рентгений
  112. 112. Коперниций
  113. 113. Нихоний
  114. 114. Флеровий
  115. 115. Московий
  116. 116. Ливерморий
  117. 117. Теннессин
  118. 118. Оганесон

 

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 

Источники: https://ru.wikipedia.org/wiki/Магний, https://de.wikipedia.org/wiki/Magnesium, https://en.wikipedia.org/wiki/Magnesium, http://chemister.ru/Database/properties.php?dbid=1&id=221

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 





Найти что-нибудь еще?










Похожие записи:



карта сайта

магний атомная масса степень окисления валентность плотность температура кипения плавления физические химические свойства структура теплопроводность электропроводность кристаллическая решетка
атом нарисовать строение число протонов в ядре строение электронных оболочек электронная формула конфигурация схема строения электронной оболочки заряд ядра состав масса орбита уровни модель радиус энергия электрона переход скорость спектр длина волны молекулярная масса объем атома
электронные формулы сколько атомов в молекуле магния
сколько электронов в атоме свойства металлические неметаллические термодинамические