镁在空气中燃烧和检验产物
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镁（Mg）是宇宙中第九丰富的元素，其产生于巨大的老年恒星内部，由三个氦原子核相继加入一个碳原子核形成新的镁核。当像超新星这样的恒星爆炸时，大部分的镁被散播到星际介质中，在那里镁可以循环进入新的恒星系统。
镁元素随超新星爆发被播散到星云中
镁的原子序数是12，这意味着镁的原子核中含有12个质子，而其外层同样有12个电子。镁被归类为碱土金属，其最外层的3s轨道上有两个活跃的电子，这两个电子很容易被其他物质“夺走”，使镁变成+2价的阳离子，这也决定了镁是一种活泼的金属，很容易被氧化。
与铝相似，由于氧化的速度极快，镁的最表层原子由于迅速与空气中的氧气生成氧化镁而形成一层致密且极薄的钝化膜，这层膜反过来保护了内层的镁原子，使它们不再与空气中的氧接触。我们所见到的镁金属都是闪亮的银灰色固体。
一块固体镁金属
纯的镁金属没有太大的用处，因为它太脆。镁金属具有密排六方晶体结构，其延展性很差，容易发生压裂。因此通常需要在镁中掺入其他物质制成合金，以极大地改善镁的延展性，使其成为备受追捧的制造材料明星。
镁很脆（上），加入1％铝和0.1％钙的镁合金后可承受54%的变形（下）
在前述部分中我们介绍了，镁的最外层3s轨道上仅有2个电子，这决定了镁是一种化学性质非常活泼的碱土金属。如果将镁扔进水中，它会与水发生反应，在表面产生氢气泡。虽然其反应速度无法与碱金属相比，但如果将金属镁粉末投入水中会十分危险。理论上，我们可以利用镁与水的可逆反应来获取能量，日本的一家公司正在尝试制造“镁基发动机”，我们将在镁的应用章节中介绍。
<img data-image_ids="[]" data-story_id="0" image_type="1" img_height="1024" img_width="1279" mime_type="image/jpeg" src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/pgc-image/18f3c3a7a78b4582bfee26e0dacc89ce~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1715377783&x-signature=hMCju%2FuW%2Fpdks
镁是地球地壳中第八丰富的元素，存在于大量矿物中，例如菱镁矿（MgCO₃）、白云石（CaMg(CO₃)₂）和其他物质。尽管有 60 多种矿物中含有镁，但只有白云石、菱镁矿、水镁石（Mg(OH)₂）、光卤石（KCl·MgCl₂·6H₂O）、滑石（Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂）和橄榄石（(Mg, Fe)₂SiO₄）具有商业开采价值。其他矿物要么储量较少，要么难以提取，因此不经济。
菱镁矿（MgCO₃）晶体
镁离子（Mg²⁺）是海水中第二丰富的阳离子，其质量约为钠离子含量的三分之一。从海水的海盐中提取镁具有商业可行性。通常，化工企业会将氢氧化钙添加到海水中以形成氢氧化镁沉淀物：
MgCl₂ +Ca(OH)₂ = Mg(OH)₂↓ +CaCl₂
氢氧化镁不溶于水，可以滤出并与盐酸反应生成浓缩的氯化镁：
Mg(OH)₂ + 2 HCl = MgCl₂ + 2 H₂O
然后电解氯化镁就可以得到镁金属了。
水镁石（Mg(OH)₂）
从其他矿石中提取镁的基本步骤也遵循上述合成氯化镁的流程，然后再电解氯化镁以得到金属镁。
白云石，白色结晶为（CaMg(CO₃)₂）
在大多数情况下，无需提纯镁金属。包括碳酸镁、氯化镁、柠檬酸镁、氢氧化镁（氧化镁乳）、氧化镁、硫酸镁和七水合硫酸镁（泻盐）在内的镁化合物对于工业和生物学都有重要意义。
金属镁主要用于燃烧。出于各种目的，人们发明了多种燃烧方式。
最早，东方人发现镁燃烧时可以发出耀眼的白色火花，因此将其制成焰火。由于镁粉末的自燃温度仅为 473°C，因此它也可以与燧石一起使用，用小刀刮擦它产生的火花可以点燃干草或刨花。这可以在野外生存时代替火柴，因为它比打火机更耐用，并且不怕沾水。
镁也可以与燧石一起使用，用小刀刮擦它产生的火花点火
镁粉燃烧产生的白光接近太阳光，因此它成为早期的摄影辅助照明。随着“啪”的一声响，这种原始的闪光灯发出耀眼的白光和烟雾，使照相过程变得时髦且刺激。
最早的照相馆使用燃烧镁粉来补光
由于镁易燃并且燃烧时能产生 3100°C 的高温，因此它经常用于军事用途。许多飞机会发射含有镁的干扰弹，以将红外制导的导弹引到远离自己的地方。而在第二次世界大战期间，参战国家使用镁制造，这种物质温度极高，且很难被扑灭，在带来巨大破坏的同时也给消防员带来很多麻烦。
<img data-image_ids="[]" data-story_id="0" image_type="1" img_height="648" img_width="1080" mime_type="image/jpeg" src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/pgc-image/6511b88bd66b4fff8 镁：超越传统用途的轻金属
汽车行业：镁合金革命
镁合金的轻量和耐用性使其成为汽车制造商的首选。除了发动机缸体的压铸外，镁合金还被应用于高端轿车的轮毂，以及手机壳的制作，以提供更轻的重量和更出色的机械加工性能。
保时捷：镁合金轮毂的先驱
保时捷推出的镁合金轮毂是其创新精神的证明，凸显了镁合金在汽车轻量化和性能提升方面的潜力。
东京工业大学与三菱：镁喷射循环发动机的愿景
[图片：镁喷射循环发动机的原型机]
东京工业大学和三菱公司合作开发了一种镁喷射循环发动机（MAGIC），该发动机利用镁与水发生化学反应产生的热能。该原型机尺寸虽小，但可产生巨大的热输出。自 15 年前宣布这一成果以来，尚未有关于这项技术的更新进展。
广阔的工业应用
金属镁和镁化合物在各个行业拥有广泛的用途：
用于耐火衬里的氧化镁。
作为食品添加剂的镁盐。
用于肥料生产的镁盐。
用作造纸添加剂的亚硫酸镁。
用于纺织防蛀的六氟硅酸镁。
用于防火材料的磷酸镁。
太空起源
镁起源于巨大老年恒星内部，是超新星爆发后抛射到太空中的一种元素。地球上的所有镁都是通过这一过程产生的。
镁合金的多用途性
镁的高活性使其在各种应用中发挥着关键作用：
闪光灯和干扰弹等发光和发热剂。
镁合金的轻量和优良加工性，使其广泛应用于航空航天和汽车工业。
