Omogenitate, proprietăți și utilizări
Cunoscut inițial prin intermediul unor compuși cum ar fi sărurile Epsom (sulfatul), magnezia sau magnezia alba (oxidul) și magnezitul (carbonatul), elementul alb-argintiu nu se găsește liber în natură. A fost izolat pentru prima dată în 1808 de Sir Humphry Davy, care a evaporat mercurul dintr-un amalgam de magneziu realizat prin electroliza unui amestec de magnezie umedă și oxid de mercur. Numele de magneziu provine de la Magnesia, un district din Tesalia (Grecia) unde a fost descoperit pentru prima dată mineralul magnesia alba.
Magneziul este al optulea cel mai abundent element din scoarța terestră (aproximativ 2,5 la sută) și este, după aluminiu și fier, al treilea cel mai abundent metal structural. Abundența sa cosmică este estimată la 9,1 × 105 atomi (pe o scară în care abundența siliciului = 106 atomi). Se găsește sub formă de carbonați – magnezit, MgCO3, și dolomit, CaMg(CO3)2- și în mulți silicați obișnuiți, inclusiv talc, olivină și majoritatea tipurilor de azbest. Se găsește, de asemenea, sub formă de hidroxid (brucite), clorură (carnalită, KMgCl3∙6H2O) și sulfat (kieserit). Este distribuit în minerale precum serpentina, crisolitul și meerschaum. Apa de mare conține aproximativ 0,13% magneziu, în principal sub formă de clorură dizolvată, care îi conferă gustul amar caracteristic.
Magneziul este produs în comerț prin electroliza clorurii de magneziu topite (MgCl2), prelucrată în principal din apa de mare și prin reducerea directă a compușilor săi cu agenți reducători adecvați – de exemplu, din reacția oxidului de magneziu sau a dolomitei calcinate cu ferosiliciu (procedeul Pidgeon). (Vezi prelucrarea magneziului.)
La un moment dat, magneziul a fost folosit pentru panglica și pulberea de bliț fotografic, deoarece, în formă fin divizată, arde în aer cu o lumină albă intensă; încă își găsește aplicații în dispozitive explozive și pirotehnice. Datorită densității sale scăzute (doar două treimi din cea a aluminiului), a găsit o largă utilizare în industria aerospațială. Cu toate acestea, deoarece metalul pur are o rezistență structurală scăzută, magneziul este utilizat în principal sub formă de aliaje – în principal cu 10 procente sau mai puțin de aluminiu, zinc și mangan – pentru a-i îmbunătăți duritatea, rezistența la tracțiune și capacitatea de a fi turnat, sudat și prelucrat. Pentru aliaje se folosesc tehnici de turnare, laminare, extrudare și forjare, iar fabricarea ulterioară a foii, plăcii sau extrudatului rezultat se realizează prin operațiuni normale de formare, îmbinare și prelucrare. Magneziul este cel mai ușor de prelucrat metal structural și a fost adesea utilizat atunci când este necesar un număr mare de operații de prelucrare. Aliajele de magneziu au o serie de aplicații: sunt folosite pentru părți de aeronave, nave spațiale, mașini, automobile, unelte portabile și aparate de uz casnic.
Conductivitatea termică și electrică a magneziului și punctul său de topire sunt foarte asemănătoare cu cele ale aluminiului. În timp ce aluminiul este atacat de alcalini, dar este rezistent la majoritatea acizilor, magneziul este rezistent la majoritatea alcalinilor, dar este ușor de atacat de majoritatea acizilor pentru a elibera hidrogen (acizii cromic și fluorhidric sunt excepții importante). La temperaturi normale, este stabil în aer și în apă datorită formării unei pelicule protectoare subțiri de oxid, dar este atacat de abur. Magneziul este un puternic agent reducător și este utilizat pentru a produce alte metale din compușii lor (de exemplu, titan, zirconiu și hafniu). Reacționează direct cu multe elemente.
Magneziul apare în natură ca un amestec de trei izotopi: magneziu-24 (79,0%), magneziu-26 (11,0%) și magneziu-25 (10,0%). Au fost preparați 19 izotopi radioactivi; magneziul-28 are cel mai lung timp de înjumătățire, de 20,9 ore, și este un emițător beta. Deși magneziul-26 nu este radioactiv, el este nuclidul fiică al aluminiului-26, care are un timp de înjumătățire de 7,2 × 105 ani. Niveluri ridicate de magneziu-26 au fost găsite în unii meteoriți, iar raportul dintre magneziu-26 și magneziu-24 a fost folosit pentru a determina vârsta acestora.
Principalii producători de magneziu până în al doilea deceniu al secolului XXI au fost China, Rusia, Turcia și Austria.
.