Magnésium (Mg), élément chimique, l'un des métaux alcalino-terreux du groupe 2 (IIa) du tableau périodique, et le métal de structure le plus léger. Ses composés sont largement utilisés dans la construction et la médecine, et le magnésium est l'un des éléments essentiels à toute vie cellulaire.
métal alcalino-terreux
sont le béryllium (Be), le magnésium (Mg), le calcium (Ca), le strontium (Sr), le baryum (Ba) et le radium (Ra).
Propriétés des éléments
| numéro atomique | 12 |
|---|---|
| poids atomique | 24.305 |
| point de fusion | 650 ° C (1202 ° F) |
| point d'ébullition | 1090 ° C (1,994 ° F) |
| gravité spécifique | 1,74 à 20 ° C (68 ° F) |
| état d'oxydation | +2 |
| configuration électronique | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 |
Occurrence, propriétés et utilisations
Connu à l'origine par des composés tels que les sels d'Epsom (le sulfate), la magnésie ou la magnésie alba (l'oxyde) et la magnésite (le carbonate), l'élément blanc argenté lui-même ne se produit pas librement dans la nature. Il a été isolé pour la première fois en 1808 par Sir Humphry Davy, qui a évaporé le mercure d'un amalgame de magnésium fabriqué en électrolysant un mélange de magnésie humide et d'oxyde mercurique. Le nom magnésium vient de Magnésie, un district de Thessalie (Grèce) où le minéral magnésie alba a été trouvé pour la première fois.
Le magnésium est le huitième élément le plus abondant de la croûte terrestre (environ 2,5%) et est, après l'aluminium et le fer, le troisième métal de structure le plus abondant. Son abondance cosmique est estimée à 9,1 × 10 5 atomes (sur une échelle où l'abondance de silicium = 10 6 atomes). Il se présente sous forme de carbonates - magnésite, MgCO 3 et dolomite, CaMg (CO 3) 2 - et dans de nombreux silicates courants, notamment le talc, l'olivine et la plupart des types d'amiante. On le trouve également sous forme d'hydroxyde (brucite), de chlorure (carnallite, KMgCl 3 ∙ 6H 2 O) et de sulfate (kiesérite). Il est distribué dans des minéraux tels que la serpentine, la chrysolite et l'écume de mer. L'eau de mer contient environ 0,13% de magnésium, principalement sous forme de chlorure dissous, qui confère son goût amer caractéristique.
Le magnésium est produit commercialement par électrolyse du chlorure de magnésium fondu (MgCl 2), traité principalement à partir de l'eau de mer et par la réduction directe de ses composés avec des agents réducteurs appropriés, par exemple, par la réaction de l'oxyde de magnésium ou de la dolomite calcinée avec du ferrosilicium (procédé Pidgeon). (Voir le traitement du magnésium.)
À une certaine époque, le magnésium était utilisé pour le ruban et la poudre photographiques, car sous forme finement divisée, il brûle dans l'air avec une lumière blanche intense; il trouve toujours son application dans les engins explosifs et pyrotechniques. En raison de sa faible densité (seulement les deux tiers de celle de l'aluminium), il a trouvé une utilisation extensive dans l'industrie aérospatiale. Cependant, comme le métal pur a une faible résistance structurale, le magnésium est principalement utilisé sous forme d'alliages - principalement avec 10% ou moins d'aluminium, de zinc et de manganèse - pour améliorer sa dureté, sa résistance à la traction et sa capacité à être coulé, soudé et usiné. Les techniques de coulée, de laminage, d'extrusion et de forgeage sont toutes employées avec les alliages, et la fabrication ultérieure de la feuille, de la plaque ou de l'extrusion résultante est effectuée par des opérations normales de formage, d'assemblage et d'usinage. Le magnésium est le métal structurel le plus facile à usiner et a souvent été utilisé lorsqu'un grand nombre d'opérations d'usinage sont nécessaires. Les alliages de magnésium ont un certain nombre d'applications: ils sont utilisés pour des pièces d'aéronefs, d'engins spatiaux, de machines, d'automobiles, d'outils portables et d'appareils électroménagers.
La conductivité thermique et électrique du magnésium et son point de fusion sont très similaires à ceux de l'aluminium. Alors que l'aluminium est attaqué par les alcalis mais résiste à la plupart des acides, le magnésium résiste à la plupart des alcalis mais est facilement attaqué par la plupart des acides pour libérer l'hydrogène (les acides chromique et fluorhydrique sont des exceptions importantes). À des températures normales, il est stable dans l'air et l'eau en raison de la formation d'une fine peau protectrice d'oxyde, mais il est attaqué par la vapeur. Le magnésium est un puissant agent réducteur et est utilisé pour produire d'autres métaux à partir de leurs composés (par exemple, le titane, le zirconium et l'hafnium). Il réagit directement avec de nombreux éléments.
Le magnésium est présent dans la nature sous la forme d'un mélange de trois isotopes: le magnésium 24 (79,0%), le magnésium 26 (11,0%) et le magnésium 25 (10,0%). Dix-neuf isotopes radioactifs ont été préparés; le magnésium-28 a la demi-vie la plus longue, à 20,9 heures, et est un émetteur bêta. Bien que le magnésium-26 ne soit pas radioactif, il s'agit du nucléide fille de l'aluminium-26, qui a une demi-vie de 7,2 × 10 5 ans. Des niveaux élevés de magnésium-26 ont été trouvés dans certaines météorites, et le rapport du magnésium-26 au magnésium-24 a été utilisé pour déterminer leur âge.
Les principaux producteurs de magnésium de la deuxième décennie du 21e siècle étaient la Chine, la Russie, la Turquie et l'Autriche.
