Дать характеристику химического элемента по его положению Mагний

Вот как я бы охарактеризовал магний по его положению в периодической системе — «по-школьному», но подробно.

Положение в ПС и строение атома

• Z = 12, относительная атомная масса ≈ 24,31.

• 3-й период, 2-я группа (главная подгруппа), s-блок; щёлочноземельный металл.

• Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² = [Ne]3s².

• На внешнем уровне 2 электрона → типичная валентность II, устойчивая степень окисления +2.

• Средняя электроотрицательность (≈1,3 по Полингу), первая энергия ионизации сравнительно высока для металла своего ряда → металл не самый активный в группе, но хороший восстановитель.

Следствия из положения (период/группа, тенденции)

• По группе базичность оксидов/гидроксидов растёт сверху вниз, у Mg она меньше, чем у Ca, Sr, Ba; гидроксид слабощёлочной и малорастворим.

• Карбонат MgCO₃ разлагается при нагревании легче, чем у тяжёлых “земельных” (термостойкость карбонатов в группе возрастает вниз).

• Ион Mg²⁺ маленький и сильно гидратированный → типичный комплекс [Mg(H₂O)₆]²⁺ в растворе; соли обычно бесцветные, хорошо растворимы (кроме карбоната, гидроксида, фосфата).

Простое вещество (Mg⁰)

• Серебристо-белый лёгкий металл, гексагональная плотноупакованная решётка (hcp).

• ρ ≈ 1,74 г/см³; tпл ≈ 650 °C; tкип ≈ 1090 °C.

• Довольно мягкий, ковкий; на воздухе покрывается тонкой плёнкой оксида/карбоната, что замедляет коррозию.

• При нагревании ярко горит ослепительно белым пламенем (образуется MgO); способен гореть даже в CO₂ и N₂:
  2Mg + CO₂ → 2MgO + C; 3Mg + N₂ → Mg₃N₂.

• С водой при комнатной температуре реагирует медленно (защитная плёнка); с паром — активно. С кислотами вытесняет водород: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑.

Типичные соединения (ожидаемые по положению)

• Оксид MgO — основный, тугоплавкий, химически устойчив (периклаз).

• Гидроксид Mg(OH)₂ — слабое основание, малорастворим ( «молоко магнезии» ).

• Галогениды MgX₂ (MgCl₂, MgBr₂, MgI₂) — ионные, хорошо растворимы; MgCl₂ гигроскопичен.

• Сульфат MgSO₄·7H₂O (английская соль) — кристаллогидрат.

• Карбонат MgCO₃ (магнезит) и двойной карбонат с кальцием CaMg(CO₃)₂ (доломит).

• В органике образует полярно-ковалентные связи: реагенты Гриньяра RMgX — сильные нуклеофилы/основания.

Нахождение в природе и ион Mg²⁺

• Один из самых распространённых элементов земной коры; важный катион морской воды.

• Основные минералы: доломит, магнезит, карналлит KMgCl₃·6H₂O и др.

• Жёсткость воды часто связана с Mg²⁺ (и Ca²⁺); при кипячении выпадает карбонатная накипь.

Получение (логично из химии группы)

• Электролиз расплавов MgCl₂ (из морской воды/рассолов).

• Термохимические процессы восстановления оксида/доломита (например, кремнием).

• Как восстановитель Mg восстанавливает более “благородные” металлы из солей/галогенидов (классика — Ti из TiCl₄).

Применение

• Лёгкие сплавы с Al, Zn, Mn (авиа- и автопром, корпуса, детали).

• В пиротехнике/светотехнике — яркое белое свечение.

• Жертвенные аноды для защиты стали (Mg — сильный восстановитель).

• В химтехнологии — восстановитель (в т.ч. при получении титана), в органическом синтезе (реагенты Гриньяра).

• Биологически важен: Mg²⁺ в центре хлорофилла, кофактор множества ферментов.

Итог по положению: магний — типичный s-элемент 2-й группы с конфигурацией [Ne]3s², проявляет устойчивую степень окисления +2, образует в основном ионные основные оксиды/гидроксиды и хорошо гидратированный катион Mg²⁺; металл лёгкий, достаточно активный (особенно при нагревании), сильный восстановитель и важный конструкционный и биогенный элемент.