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不可小觑的镁元素

来源: 科普时报  发布时间:2022-04-07

  镁,元素周期表第12号元素。

  镁是一种特别美丽的金属吗?不是,它的外表很一般,与其他金属差不多,银白色,而且由于在空气中容易形成一层很薄的氧化膜,所以必须用砂纸打磨以后,才能看到银白色具有金属光泽的外观。

  与钠元素一样,镁元素也比较活泼,在自然界里总是以化合物的形式存在,由于非常不容易从化合物中还原成单质状态,也是在电池发明之后才通过电解的方法分离出金属镁的。

  镁的英文名称为magnesium,来自希腊文,我国则根据这个词的第一个音节音译成了“镁”。

  镁是一种非常易燃的金属,甚至能够在氮气和二氧化碳中燃烧,打破了二氧化碳不支持燃烧的论断。在空气中燃烧的时候,镁会发出耀眼白光,在早期摄影中被用来补充光源,现在的闪光灯泡里仍含有镁元素。不仅如此,镁的耀眼白光还被用于制作烟火和照明弹。

  镁元素属于人体营养素,是矿物质元素中的一种,含量在整体中仅次于钙、钠、钾,位居第四。人体中60-65%的镁元素存在于骨骼和牙齿中,27%存在于软组织,细胞内的镁离子仅占1%,含量仅次于钾,能参与300种以上的酶促反应。糖酵解、脂肪酸氧化、蛋白质合成、核酸代谢等都需要镁离子。镁元素还能与钙、钾离子协同维持神经肌肉的兴奋性,血中镁离子过低,兴奋性会增高,反之有镇静作用;镁与含钙食品一同补充时,能促进钙的吸收。

  镁是地球上含量较为丰富的元素之一,储量丰富,分布广泛。因为镁合金具有重量轻、比强度高等优良性能,是替代钢铁、铝合金和工程塑料的新一代高性能结构材料,能很好地适应电子、通讯器材高度集成化和轻薄小型化的发展趋势,是交通、电子信息、通讯、计算机等产品外壳的理想材料。发达国家非常重视镁合金的开发和应用,每年以20%左右的速度增长。镁合金也是航天器、军用飞机、导弹、高机动性能战车、船舶等必不可少的结构材料,为适应国防现代化的需要,各国都在大力推广镁合金的应用范围。

  在有机化学和有机金属化学中,镁元素拥有着举足轻重的地位。1900年以前,有机镁化合物因其难溶性阻碍了其应用发展,其后一名年轻的法国博士生维克多·格林尼亚找到了一种生成有机镁试剂稳定溶液的方法,这一溶液后来被命名为格氏试剂,格林尼亚也因此而获得1912年的诺贝尔化学奖,并在有机化学领域掀起了一场革命。以后有更多的科学家受到格林尼亚的启发,研究含镁的有机金属化合物和其反应原理,更进一步增加了格氏试剂在有机合成中的适用范围。镁的廉价和低毒性使格氏试剂成为大规模工业生产的中间产物,很多重要的药物,如常用于治疗晚期乳腺癌的非甾体雌激素拮抗剂柠檬酸三苯氧胺(他莫昔芬),就是利用格氏试剂来进行工业制备的。

  看来真不能小瞧了镁元素!

  (作者系武汉市第二十中学化学教师、武汉市科学家科普团成员)



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