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不純凈的鎂金屬在1792年由Anton Rupprecht首次制取,他加熱苦土和木炭的混合物。純凈但非常小量的金屬鎂在1808年由Humphry Davy電解氧化鎂制取。然而,是法國(guó)科學(xué)家Antoine-Alexandre-Brutus Bussy使用氯化鎂和鉀反應(yīng)制取了相當(dāng)大量的金屬鎂于1831年,之后他開(kāi)始研究它的特性。

元素類型：金屬

英文名稱：magnesium

CAS號(hào)：7439-95-4[1]

相對(duì)原子質(zhì)量：24.3050（6）

發(fā)現(xiàn)者：戴維

發(fā)現(xiàn)年代：1808年

化學(xué)式:Mg

核內(nèi)質(zhì)子數(shù)：12

核外電子數(shù)：12

核電荷數(shù)：12

電子層數(shù)：3

原子體積：13.97(立方厘米/摩爾)

元素在太陽(yáng)中的含量:700(ppm)

元素在海水中的含量：1200(ppm)

地殼中含量：23000（ppm）

電負(fù)性：1.31

電離能(kJ/ mol)

M - M⁺ 737.7

M⁺ - M2⁺ 1450.7

M2⁺ - M3+ 7732.6

M3+ - M4+ 10540

M4+ - M5+ 13630

M5+ - M6+ 17995

M6+ - M7+ 21703

M7+ - M8+ 25656

M8+ - M9+ 31642

M9+ - M10+ 35461

外圍電子排布：3s2

核外電子排布： 2-8-2

電子層：KLM

外圍電子層排布：3s2

原子量：24.3050

晶體結(jié)構(gòu)：晶胞為六方晶胞。

晶胞參數(shù)：

a = 320.94 pm

= 320.94 pm

c = 521.08 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

莫氏硬度：2.5

同位素及放射線: Mg-24 Mg-25 Mg-26 Mg-27[9.45m] Mg-28[21h]

電子親合和能： -21 KJ·mol⁻1

第一電離能：738 KJ·mol⁻1

第二電離能：1451 KJ·mol⁻1

第三電離能：7733 KJ·mol⁻1

單質(zhì)密度：1.738 g/cm3

單質(zhì)熔點(diǎn)：650.0 ℃

單質(zhì)沸點(diǎn)：1170.0 ℃

原子半徑：1.72 埃

離子半徑：0.66(+2) 埃

共價(jià)半徑：1.36 埃

熱導(dǎo)率:156 W/(m·K)

鎂屬于元素周期表上的IIA（第二主族）族堿土金屬元素。具有銀白色光澤,略有延展性。鎂的密度小,離子化傾向大。

在空氣中,鎂的表面會(huì)生成一層很薄的氧化膜,使空氣很難與它反應(yīng)。鎂和醇、水反應(yīng)能夠生成氫氣。粉末或帶狀的鎂在空氣中燃燒時(shí)會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的白光。在氮?dú)庵羞M(jìn)行高溫加熱,鎂會(huì)生成氮化鎂（Mg3N2）；鎂也可以和鹵素發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)；鎂也能直接與硫化合。鎂的檢測(cè)可以用EDTA滴定法分析。

1、與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)：

2Mg+O2點(diǎn)燃2MgO

3Mg+N2點(diǎn)燃Mg3N2

Mg+Cl2點(diǎn)燃MgCl2

2、與水的反應(yīng)：

Mg+2H2O△Mg(OH)2+H2↑

3、與酸的反應(yīng)：

Mg+2HCl=MgCl2+H2 ↑ Mg+H2SO4=MgSO4+H2 ↑

4、與氧化物的反應(yīng)：

2Mg+CO2點(diǎn)燃2MgO+C

*注：該反應(yīng)在氧氣充足時(shí)一般不發(fā)生或發(fā)生后又有 C+O2=CO2（點(diǎn)燃）,所以在反應(yīng)后不見(jiàn)有黑色固體生成。

5、鎂與氯化銨反應(yīng)：　

Mg + 2NH4Cl =MgCl2 + 2NH3↑ + H2↑　

NH4+ + H2O (可逆）NH3·H2O + H+（水解）　

Mg+ 2H+ =Mg2+ +H2↑　NH3H2ONH3↑+H2O

鎂存在于菱鎂礦（碳酸鎂）MgCO3．白云石（碳酸鎂鈣）CaMg(CO3)2．光鹵石（水合氯化鎂鉀）KCl·MgCl2·H2O中。工業(yè)上利用電解熔融氯化鎂或在電爐中用硅鐵等使其還原而制得金屬鎂,前者叫做熔鹽電解法,后者叫做硅熱還原法。

熔融電解 MgCl2（l）= Mg(s)+Cl2(g)↑

硅熱還原

① CaCO3(s)= (高溫)CaO(s)+CO2(g)↑ CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)

② Ca(OH)2(aq)+MgCl2(aq)=Mg(OH)2(s)↓+CaCl2(aq)

③ Mg(OH)2(s)+2HCl(l)+6H2O(l)=MgCl2·6H2O(s)+2H2O(l)

④ MgCl2·6H2O(s)=(HCl) MgCl2(s) +6H2O(l)

⑤ MgCl2（l）熔融電解 Mg(s)+Cl2(g)↑

海水中提取

氯化鎂可以從海水中提取,每立方英里海水含有約120億磅鎂。

MgCl2·6H2O(s)= MgCl2(s) +6H2O(l)

MgCl2（l）熔融電解 Mg(s)+Cl2(g)↑

治療缺鎂和痙攣。

體育用途

在緊張運(yùn)動(dòng)幾小時(shí)前注射,或在緊張運(yùn)動(dòng)后注射以彌補(bǔ)鎂的流失。

體操運(yùn)動(dòng)員常涂鎂粉來(lái)增加摩擦力。 (是MgCO3)

醫(yī)療中：如果注射鎂鹽速度太快,會(huì)造成發(fā)燒和全身不適。

金屬鎂能與大多數(shù)非金屬和酸反應(yīng)；在高壓下能與氫直接合成氫化鎂；鎂能與鹵化烴或鹵化芳烴作用合成格利雅試劑,廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成。鎂具有生成配位化合物的明顯傾向。

鎂是航空工業(yè)的重要材料,鎂合金用于制造飛機(jī)機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)零件等；鎂還用來(lái)制造照相和光學(xué)儀器等；鎂及其合金的非結(jié)構(gòu)應(yīng)用也很廣；鎂作為一種強(qiáng)還原劑,還用于鈦、鋯、鈹、鈾和鉿等的生產(chǎn)中。

純鎂的強(qiáng)度小,但鎂合金是良好的輕型結(jié)構(gòu)材料,廣泛用于空間技術(shù)、航空、汽車和儀表等工業(yè)部門。一架超音速飛機(jī)約有5%的鎂合金構(gòu)件,一枚導(dǎo)彈一般消耗100～200公斤鎂合金。鎂是其他合金（特別是鋁合金）的主要組元,它與其他元素配合能使鋁合金熱處理強(qiáng)化；球墨鑄鐵用鎂作球化劑；而有些金屬（如鈦和鋯）生產(chǎn)又用鎂作還原劑；鎂是燃燒彈,照明彈和閃光彈不能缺少的組成物；鎂粉是節(jié)日煙花必需的原料；鎂是核工業(yè)上的結(jié)構(gòu)材料或包裝材料；鎂肥能促使植物對(duì)磷的吸收利用,缺鎂植物則生長(zhǎng)趨于停滯。鎂在人民生活中占有重要地位的一種基礎(chǔ)材料。

生理用途

鎂是人體細(xì)胞內(nèi)的主要陽(yáng)離子,濃集于線粒體中,僅次于鉀和磷,在細(xì)胞外液僅次于鈉和鈣居第三位,是體內(nèi)多種細(xì)胞基本生化反應(yīng)的必需物質(zhì)。正常成人身體總鎂含量約25g,其中60%～65%存在于骨、齒,27%分布于軟組織。鎂主要分布于細(xì)胞內(nèi),細(xì)胞外液的鎂不超過(guò)1%。在鈣、維生素C、磷、鈉、鉀等的代謝上,鎂是必要的物質(zhì),在神經(jīng)肌肉的機(jī)能正常運(yùn)作、血糖轉(zhuǎn)化等過(guò)程中扮演著重要角色。

鎂是一種參與生物體正常生命活動(dòng)及新陳代謝過(guò)程必不可少的元素。鎂影響細(xì)胞的多種生物功能：影響鉀離子和鈣離子的轉(zhuǎn)運(yùn),調(diào)控信號(hào)的傳遞,參與能量代謝、蛋白質(zhì)和核酸的合成；可以通過(guò)絡(luò)合負(fù)電荷基團(tuán),尤其核苷酸中的磷酸基團(tuán)來(lái)發(fā)揮維持物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能；催化酶的激活和抑制及對(duì)細(xì)胞周期、細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化的調(diào)控；鎂還參與維持基因組的穩(wěn)定性,并且還與機(jī)體氧化應(yīng)激和腫瘤發(fā)生有關(guān)。

鎂的吸收代謝：成人身體總鎂含量約25g,其中60%～65%存在于骨、齒,27%分布于軟組織。膳食中促進(jìn)鎂吸收的成分主要有氨基酸、乳糖等；抑制鎂吸收的主要成分有過(guò)多的磷、草酸、植酸和膳食纖維等。成人從膳食中攝入的鎂大量從膽汁、胰液和腸液分泌到腸道,其中60%～70%隨糞便排出,部分從汗和脫落的皮膚細(xì)胞丟失。

鎂離子是生物機(jī)體中含量較多的一種正離子,其量在整體中僅次于鈣、鈉、鉀而居第四位；鎂離子在細(xì)胞內(nèi)的含量則僅次于鉀離子而居第二位。整粒的種子、未經(jīng)碾磨的谷物、青葉蔬菜、豆類和堅(jiān)果是日糧鎂最為豐富的來(lái)源；魚(yú)、肉、奶和水果中鎂含量較低；經(jīng)過(guò)加工的食物,在加工過(guò)程中鎂幾乎全部損失。肌酸六磷酸、粗纖維、乙醇、過(guò)量的磷酸鹽和鈣離子削弱了鎂的吸收,這可能是因?yàn)榻档土藘?nèi)腔鎂的濃度。

鎂屬于人體營(yíng)養(yǎng)素——礦物質(zhì)元素中的一種,屬于礦物質(zhì)的常量元素類。人體中的鎂60～65%存在于骨骼和牙齒中,27%存在于軟組織中,細(xì)胞內(nèi)鎂離子僅占1%,多以活性形式Mg2+ -ATP形式存在。

作為酶的激活劑,參與300種以上的酶促反應(yīng)。糖酵解、脂肪酸氧化、蛋白質(zhì)的合成、核酸代謝等需要鎂離子參加。
促進(jìn)骨的形成。在骨骼中僅次于鈣、磷,是骨細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能所必需的元素,對(duì)促進(jìn)骨形成和骨再生,維持骨骼和牙齒的強(qiáng)度和密度具有重要作用。

調(diào)節(jié)神經(jīng)肌肉的興奮性。能抑制鉀、鈣通道。鎂、鈣、鉀離子協(xié)同維持神經(jīng)肌肉的興奮性。血中鎂過(guò)低或鈣過(guò)低,興奮性均增高；反之則有鎮(zhèn)靜作用。

維護(hù)胃腸道和激素的功能。

鎂也是重要的神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì),它可以讓肌肉放松下來(lái)；與含鈣食品一同補(bǔ)充,能促進(jìn)鈣的吸收。
建議攝取量

中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)建議,成年男性每天約需鎂350毫克,成年女性約為300毫克,孕婦以及喂奶期女性約為450毫克,2～3歲兒童為150毫克,3～6歲為200毫克�？赡褪茏罡邤z入量（UL）定為700mg/d。

鎂缺乏在臨床上主要表現(xiàn)為情緒不安、易激動(dòng)、手足抽搐、反射亢進(jìn)等,正常情況下,由于腎的調(diào)節(jié)作用,口服過(guò)量的鎂一般不會(huì)發(fā)生鎂中毒。當(dāng)腎功能不全時(shí),大量口服鎂可引起鎂中毒,表現(xiàn)為腹痛、腹瀉、嘔吐、煩渴、疲乏無(wú)力,嚴(yán)重者出現(xiàn)呼吸困難、紫紺、瞳孔散大等。

鎂廣泛分布于植物中,肌肉和臟器中較多,乳制品中較少。動(dòng)物性食品中鎂的利用率較高,達(dá)30%～40%,植物性食品中鎂的利用率較低。

代謝吸收

食物中的鎂在整個(gè)腸道均可被吸收,但主要是在空腸末端與回腸部位吸收,吸收率一般約為30%�？赏ㄟ^(guò)被動(dòng)擴(kuò)散和耗能的主動(dòng)吸收兩種機(jī)制吸收。健康成人從食物中攝入的鎂大量從膽汁、胰液和腸液分泌到腸道,其中60%～70%隨糞便排出,部分從汗和脫落的皮膚細(xì)胞丟失,其余從尿中排出,每天約排出50～120mg,約占攝入量的1/3～1/2。

缺乏表現(xiàn)

鎂缺乏可致血清鈣下降,神經(jīng)肌肉興奮性亢進(jìn)；對(duì)血管功能可能有潛在的影響,有人報(bào)告低鎂血癥患者可有房室性早搏、房顫以及室速與室顫,半數(shù)有血壓升高；鎂對(duì)骨礦物質(zhì)的內(nèi)穩(wěn)態(tài)有重要作用,鎂缺乏可能是絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的一種危險(xiǎn)因素；少數(shù)研究表明鎂耗竭可以導(dǎo)致胰島素抵抗。

鈣代謝異常。

造成神經(jīng)系統(tǒng)問(wèn)題,如記憶力衰退、神經(jīng)錯(cuò)亂、抑郁癥、幻覺(jué)、肌肉震顫等。

影響心臟、骨骼及胃腸道等器官功能。

引致肌肉無(wú)力、抽筋等肌肉問(wèn)題。

治療措施

輕度缺鎂時(shí),可由飲食或口服補(bǔ)充鎂劑,可給予氧化鎂或用氫氧化鎂,為避免腹瀉可與氫氧化鋁膠聯(lián)用�？诜�不能耐受或不能吸收時(shí),可采用肌肉注射鎂劑,一般采用20%～50%硫酸鎂。靜脈給鎂時(shí)需注意急性鎂中毒的發(fā)生,以免引起心搏驟停。故避免給鎂過(guò)多、過(guò)快,如遇鎂中毒,應(yīng)給注射葡萄糖酸鈣或氯化鈣對(duì)抗之。

工業(yè)應(yīng)用

鎂是最輕的結(jié)構(gòu)金屬材料之一,又具有比強(qiáng)度和比剛度高、阻尼性和切削性好、易于回收等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外將鎂合金應(yīng)用于汽車行業(yè),以減重、節(jié)能、降低污染,改善環(huán)境。發(fā)達(dá)國(guó)家汽車百公里耗油最終將實(shí)現(xiàn)3L目標(biāo),歐洲汽車用鎂占鎂總消耗量的14%,預(yù)計(jì)今后將以15～20%的速度遞增,2005年將達(dá)到20萬(wàn)噸。

與塑料相比,鎂合金具有重量輕、比強(qiáng)度高、減振性好、熱疲勞性能好、不易老化,又有良好的導(dǎo)熱性、電磁屏蔽能力強(qiáng)、非常好的壓鑄工藝性能,尤其易于回收等優(yōu)點(diǎn),是替代鋼鐵、鋁合金和工程塑料的新一代高性能結(jié)構(gòu)材料。為適應(yīng)電子、通訊器件高度集成化和輕薄小型化的發(fā)展趨勢(shì),鎂合金是交通、電子信息、通訊、計(jì)算機(jī)、聲像器材、手提工具、電機(jī)、林業(yè)、紡織、核動(dòng)力裝置等產(chǎn)品外殼的理想材料。發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視鎂合金開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,尤其在汽車零部件、筆記本電腦等便攜電子產(chǎn)品的應(yīng)用,每年以20%的速度增長(zhǎng),非常引人注目,發(fā)展趨勢(shì)驚人。

金屬鎂是鋁合金中的主要合金元素,世界年需求量在15萬(wàn)噸左右,2000年中國(guó)鋁合金生產(chǎn)290萬(wàn)噸,用鎂作合金元素,每年約需1.01萬(wàn)噸。

隨著汽車工業(yè)、石油、天然氣管線、海洋鉆井平臺(tái),橋梁建筑等領(lǐng)域用高強(qiáng)度低硫鋼的需求不斷增加,中國(guó)鞍鋼、寶鋼、武鋼、本鋼、包鋼、攀鋼、首鋼等鋼廠已經(jīng)用鎂粉深脫硫,獲得優(yōu)質(zhì)鋼,取得良好效果。鎂粉用于鋼鐵脫硫具有潛在市場(chǎng)。此外,鎂粉還用于制造化工產(chǎn)品、藥品、煙火、信號(hào)、照明彈等材料、金屬還原劑、油漆涂料、焊絲以及供球墨鑄鐵用球化劑等。

鎂犧牲陽(yáng)極作為有效的防止金屬腐蝕的方法之一,可廣泛用在地下鐵制管道、石油管道、儲(chǔ)罐、海上設(shè)施、裝備、民用等。

鎂合金型材、管材用作自行車架、輪椅、康復(fù)和醫(yī)療器械等。

鎂是可以在空氣中燃燒的,燃燒時(shí)火花四射,十分美麗,因此煙花中通常都摻有一定量的鎂粉,來(lái)達(dá)到美觀的效果。

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)需要軍隊(duì)具有遠(yuǎn)程快速部署運(yùn)動(dòng)的能力,要求武器裝備輕量化,在手持式武器、裝甲戰(zhàn)車、運(yùn)輸車、航空制導(dǎo)武器上將大量采用輕金屬材料。輕量化是提高武器裝備作戰(zhàn)性能的重要方向。鎂所具有的輕質(zhì)特性決定了鎂合金是生產(chǎn)航天器、軍用飛機(jī)、導(dǎo)彈、高機(jī)動(dòng)性能戰(zhàn)車、船舶的必不可少的結(jié)構(gòu)材料,因此,大力開(kāi)發(fā)鎂合金應(yīng)用范圍是國(guó)防現(xiàn)代化的需要。

工業(yè)發(fā)展：20世紀(jì)50年代以前,鎂的發(fā)展依附于軍事工業(yè),20世紀(jì)60年代以后,由于金屬鎂在民用市場(chǎng)和空間技術(shù)的應(yīng)用得到發(fā)展,于是推動(dòng)了鎂的平衡增長(zhǎng)。近幾年來(lái)隨著鎂合金在交通、電子及通信等領(lǐng)域應(yīng)用的增長(zhǎng),世界鎂的消費(fèi)在逐年上升并增長(zhǎng)迅速。全世界（除中國(guó)外）有10個(gè)國(guó)家即美國(guó)、加拿大、挪威、俄羅斯、法國(guó)、意大利、前南斯拉夫、巴西、印度、朝鮮生產(chǎn)金屬鎂。2004年,世界金屬鎂開(kāi)采量為58.4萬(wàn)噸, 其中,中國(guó)42.6萬(wàn)噸,加拿大5.4萬(wàn)噸,俄羅斯5萬(wàn)噸,以色列2.8萬(wàn)噸,哈薩克斯坦1.8萬(wàn)噸。

20世紀(jì)90年代以來(lái),市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)拉動(dòng)了中國(guó)鎂工業(yè)的發(fā)展。在90年代的10年間,中國(guó)原鎂產(chǎn)量增長(zhǎng)了37倍,特別是1995～2000年,年平均增長(zhǎng)率為15.84%,大大高于西方世界的增長(zhǎng)率。中國(guó)已成為世界上最大的原鎂生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)。

2006年1～12月,全國(guó)共產(chǎn)金屬鎂613084.94噸,同比增長(zhǎng)32.23%；2007年1～12月,全國(guó)共產(chǎn)金屬鎂（鎂）670130.87噸,同比增長(zhǎng)24.12%；2008年1～10月,全國(guó)共產(chǎn)金屬鎂（鎂）539498.36噸,同比增長(zhǎng)6.59%