Esiintyminen, ominaisuudet ja käyttötarkoitukset
Magnesium tunnetaan alun perin yhdisteiden, kuten Epsom-suolan (sulfaatin), magnesian (oksidin) ja magnesiitin (karbonaatin) kautta, mutta hopeanvalkoinen alkuaine itsessään ei esiinny luonnossa vapaasti. Sen eristi ensimmäisen kerran vuonna 1808 Sir Humphry Davy, joka haihdutti elohopean magnesiumamalgaamista, joka oli valmistettu elektrolyysillä kostean magnesiitin ja elohopeaoksidin seoksesta. Magnesiumin nimi tulee Thessaliassa (Kreikassa) sijaitsevasta Magnesian alueesta, josta löydettiin ensimmäisen kerran mineraali magnesia alba.
Magnesium on maankuoren kahdeksanneksi runsain alkuaine (noin 2,5 prosenttia), ja se on alumiinin ja raudan jälkeen kolmanneksi runsain rakennemetalli. Sen kosmisen runsauden arvioidaan olevan 9,1 × 105 atomia (asteikolla, jossa piin runsaus = 106 atomia). Sitä esiintyy karbonaatteina – magnesiittina (MgCO3) ja dolomiittina (CaMg(CO3)2) – sekä monissa tavallisissa silikaateissa, kuten talkissa, oliviinissa ja useimmissa asbestilajeissa. Sitä esiintyy myös hydroksidina (brussiitti), kloridina (karnalliitti, KMgCl3∙6H2O) ja sulfaattina (kieseriitti). Sitä esiintyy mineraaleissa, kuten serpentiinissä, krysoliitissa ja meerschaumissa. Merivesi sisältää noin 0,13 prosenttia magnesiumia, enimmäkseen liuenneena kloridina, joka antaa sille ominaisen karvaan maun.
Magnesiumia tuotetaan kaupallisesti elektrolyysillä sulasta magnesiumkloridista (MgCl2), joka on jalostettu pääasiassa merivedestä, ja pelkistämällä sen yhdisteitä suoraan sopivilla pelkistävillä aineilla – esim. magnesiumoksidin tai kalsinoidun dolomiitin reaktiosta ferrosilikonin kanssa (Pidgeonin prosessi). (Ks. magnesiumin jalostus.)
Magnesiumia käytettiin aikoinaan valokuvauksen salamanauhana ja -jauheena, sillä hienojakoisena se palaa ilmassa voimakkaan valkoisella valolla; sitä käytetään edelleen räjähdysaineissa ja pyroteknisissä laitteissa. Koska magnesiumin tiheys on alhainen (vain kaksi kolmasosaa alumiinin tiheydestä), sitä on käytetty laajalti ilmailu- ja avaruusteollisuudessa. Koska puhtaalla metallilla on kuitenkin alhainen rakenteellinen lujuus, magnesiumia käytetään pääasiassa seoksina, joissa on enintään 10 prosenttia alumiinia, sinkkiä ja mangaania, jotta magnesiumin kovuus, vetolujuus, valettavuus, hitsattavuus ja työstettävyys paranisivat. Seoksia käytetään valu-, valssaus-, suulakepuristus- ja taontatekniikoilla, ja tuloksena syntyvän levyn, levyn tai suulakepuristimen jatkojalostus tapahtuu tavanomaisilla muokkaus-, liitos- ja koneistustoimenpiteillä. Magnesium on helpoimmin työstettävä rakennemetalli, ja sitä on usein käytetty silloin, kun tarvitaan suuri määrä työstötoimintoja. Magnesiumseoksilla on useita käyttökohteita: niitä käytetään lentokoneiden, avaruusalusten, koneiden, autojen, kannettavien työkalujen ja kodinkoneiden osissa.
Magnesiumin lämmön- ja sähkönjohtavuus ja sulamispiste ovat hyvin samankaltaisia kuin alumiinin. Siinä missä alumiiniin vaikuttavat emäkset, mutta se kestää useimpia happoja, magnesium kestää useimpia emäksiä, mutta siihen vaikuttavat helposti useimmat hapot vapauttaen vetyä (kromi- ja fluorivetyhappo ovat tärkeitä poikkeuksia). Normaalilämpötiloissa se on stabiili ilmassa ja vedessä, koska se muodostaa ohuen suojaavan oksidikerroksen, mutta höyry hyökkää siihen. Magnesium on voimakas pelkistysaine, ja sitä käytetään muiden metallien valmistamiseen niiden yhdisteistä (esim. titaani, zirkonium ja hafnium). Se reagoi suoraan monien alkuaineiden kanssa.
Magnesium esiintyy luonnossa kolmen isotoopin seoksena: magnesium-24 (79,0 prosenttia), magnesium-26 (11,0 prosenttia) ja magnesium-25 (10,0 prosenttia). Radioaktiivisia isotooppeja on valmistettu 19; magnesium-28:lla on pisin puoliintumisaika, 20,9 tuntia, ja se on beetasäteilijä. Vaikka magnesium-26 ei ole radioaktiivinen, se on alumiin-26:n tytärnuklidi, jonka puoliintumisaika on 7,2 × 105 vuotta. Joistakin meteoriiteista on löydetty kohonneita magnesium-26-pitoisuuksia, ja magnesium-26:n ja magnesium-24:n suhdetta on käytetty niiden iän määrittämiseen.
Magnesiumin suurimpia tuottajia 2000-luvun toisella vuosikymmenellä olivat Kiina, Venäjä, Turkki ja Itävalta.
Magnesiumin suurimpia tuottajia olivat Kiina, Venäjä, Turkki ja Itävalta.