ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Магний - двенадцатый элемент Периодической таблицы. Обозначение - Mg от латинского «magnesium». Расположен втретьем периоде, IIА группе. Относится к металлам. Заряд ядра равен 12.
Магний весьма распространен в природе. В больших количествах он встречается в виде карбоната магния, образуя минералы магнезит MgCO 3 и доломит MgCO 3 ×CaCO 3 . Сульфат и хлорид магния входят в состав минералов каинита KCl×MgSO 4 ×3H 2 O и карналлита KCl×MgCl 2 ×6H 2 O. Ион Mg 2+ содержится в морской воде, сообщая ей горький вкус. Общее количество магния в земной коре составляет около 2% (масс.).
В виде простого вещества магний представляет собой серебристо-белый (рис. 1), очень легкий металл. На воздухе он мало изменяется, так как быстро покрывается тонким слоем оксида, защищающего его от дальнейшего окисления.
Рис. 1. Магний. Внешний вид.
Атомная и молекулярная масса магния
Относительной молекулярная масса вещества (M r) - это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (A r) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.
Поскольку в свободном состоянии магний существует в виде одноатомных молекул Mg, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 24,304.
Изотопы магния
Известно, что в природе магний может находиться в виде трех стабильных изотопов 24 Mg (23,99%), 25 Mg (24,99%) и 26 Mg (25,98%). Их массовые числа равны 24, 25 и 26 соответственно. Ядро атома изотопа магния 24 Mg содержит двенадцать протонов и двенадцать нейтронов, а изотопов 25 Mg и 26 Mg- такое же количество протонов, тринадцать и четырнадцать нейтронов соответственно.
Существуют искусственные изотопы магния с массовыми числами от 5-ти до 23-х и от 27-ми до 40-ка.
Ионы магния
На внешнем энергетическом уровне атома магния имеется два электрона, которые являются валентными:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 .
В результате химического взаимодействия маний отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:
Mg 0 -2e → Mg 2+ .
Молекула и атом магния
В свободном состоянии магний существует в виде одноатомных молекул Mg. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу магния:
Сплавы магния
Главная область применения металлического магния - это получение на его основе различных легких сплавов. Прибавка к магнию небольших количеств других металлов резко изменяет его механические свойства, сообщая сплаву значительную твердость, прочность и сопротивляемость коррозии.
Особенно ценными свойствами обладают сплавы, называемые электронами. Они относятся к трем системам: Mg-Al-Zn, Mg-Mn и Mg-Zn-Zr. Наиболее широкое применение имеют сплавы системы Mg-Al-Zn, содержащие от 3 до 10% алюминия и от 0,2 до 3% цинка. Достоинством магниевых сплавов является их малая плотность (около 1,8 г/см 3).
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
Магний не зря называют природным успокоительным: он расслабляет мышцы, способствует снижению давления и оказывает небольшое седативное воздействие на нервную систему . Он является незаменимым участником многих биологических процессов и «работает» вместе с другими важными макро- и микроэлементами.
Содержание магния в продуктах (на 100г):
Орехи кешью 270 мг
Гречка 260 мг
Морская капуста 170 мг
Овсянка 130 мг
Горошек 100 мг
Фасоль 100 мг
Что собой представляет магний?
Магний входит в состав минералов и живых организмов - растений и животных. Организм человека накапливает порядка 25 г этого металла, который содержится в органах и тканях в виде различных химических соединений.
Большая часть магния сосредоточена в костях, но элемент встречается и в большинстве других тканей.
Продукты питания, богатые магнием
Наиболее богатыми и полноценными источниками магния служат зеленые овощи.
Достаточно много магния содержится в водопроводной воде.
В плодах максимальным содержанием этого минерала отличается кожура.
Суточная потребность в магнии
В сутки человеку требуется дозировка магния до 0,5 грамма.
Увеличение потребности в магнии
Дополнительное применение магния требуется при высоких нервных нагрузках, при повышенном артериальном давлении , а также при интенсивных процессах роста и развития у детей и подростков.
Потребность в минерале также возрастает у спортсменов, людей, которые переносят тяжелые физические нагрузки, у беременных и кормящих женщин.
Усвоение магния из пищи
Магний хорошо усваивается из растительной и животной пищи. При повышенном поступлении кальция , натрия и фосфора усвояемость магния падает.
Чрезмерное увлечение продуктами и напитками, содержащими кофеин (кофе , крепкий чай, шоколад , энергетики) также снижает всасывание магния. Наконец, на этот процесс негативно влияет прием спиртных напитков.
Небольшие количества магния всегда выводятся из организма, не всасываясь, так как связываются пищевыми волокнами растительных продуктов. В целом волокна очень полезны, так что искусственно сокращать их содержание в рационе не стоит, однако постоянно потреблять отруби и клетчатку в больших дозах нежелательно.
Из некоторых продуктов, таких как орехи и отруби, магний усваивается плохо, несмотря на то, что в них присутствует много этого минерала. Они содержат так называемый фитин - вещество, препятствующее всасыванию микроэлементов.
Употребление фруктов и овощей со шкуркой - хороший способ повысить поступление магния в организм.
Биологическая роль магния
Функции магния:
Нужен для здоровья костей, способствует укреплению скелета наряду с фосфором и кальцием
. Принимает участие в обмене глюкозы, выделении и запасании энергии
. Магний в составе ферментов (а он необходим для образования порядка 300 разных ферментов) участвует во многих видах обмена веществ.
. Влияет на метаболизм жиров, при нормальном содержании магния в организме легче поддерживать оптимальную массу тела
. Повышает моторную активность кишечника, препятствует развитию запоров
. Улучшает образование и выделение желчи, что положительно сказывается на качестве пищеварения
. Способствует уменьшению жиров в питании, так как улучшает связывание и выведение холестерина
. Благотворно воздействует на передачу нервных импульсов
. Является частью процесса обмена аминокислот, образования белков
. Позитивно влияет на здоровье сердечно-сосудистой системы, поддерживает нормальный уровень артериального давления, улучшает метаболизм в сердечной мышце
. Отвечает за работу мышц, участвует в их расслаблении
. Оказывает спазмолитическое действие
. Регулирует работу почек, препятствует мочекаменной болезни
. Проявляет успокаивающее действие, способствует улучшению сна
. Улучшает устойчивость к стрессам , перегрузкам, снижает утомляемость
. Повышает позитивные эффекты, оказываемые на организм натрием, калием , витаминами D , В6 , .
Признаки нехватки магния
При недостаточных дозировках магния в составе пищи могут возникать симптомы его дефицита: усталость, ухудшение сна, нервозность, снижение стрессоустойчивости, повышение артериального давления, судороги, спазмы, выпадение волос, боли в мышцах, запоры, нарушения сердечного ритма.
Признаки избытка магния
Избыток минерала встречается редко, главным образом наблюдается при чрезмерно интенсивном применении магния в составе БАДов . Симптомы избытка магния: снижение выделения слюны, тошнота, диарея, сонливость, расстройства равновесия.
Если у Вас есть необходимость по медицинским показаниям в высоких дозах принимать магний, стоит параллельно вести прием препаратов кальция. Это «уравновесит» содержание элементов в организме и позволит избежать передозировки магния.
Факторы, влияющие на содержание в продуктах магния
Кулинарная обработка приводит к уменьшению содержания магния в пище. За рубежом магнием дополнительно обогащают питьевую воду.
В среднем человеческий организм содержит около 25 г магния главным образом в костях и скелетной мускулатуре. Выведение магния из организма усиливается при стрессе, некоторых расстройствах здоровья и типах медикаментозного лечения, а также при высоких физических нагрузках. Меню, богатое рафинированными продуктами, не всегда дает человеку нужного количества магния. Дефицит нетрудно компенсировать биодобавками. Магний выпускается в виде соединений - оксида, сульфата, аспартата, карбоната, цитрата, глюконата.
Полезные свойства магния для организма
Необходим для сжигания в клетках органических веществ с выделением энергии, для нервного проведения, расслабления мышц, формирования костей и зубов. В сочетании с кальцием и калием он управляет сердечным ритмом и участвует в образовании инсулина.
Профилактика
Недавние исследования наводят на мысль о гипотензивном (снижающем артериальное давление) и антикоагулянтном (от тромбоза) действии магния, которое в сочетании со способностью этого элемента предупреждать спазмы артерий и опасные сердечные аритмии особенно полезно выздоравливающим после инфаркта миокарда.
Его адекватное поступление в организм важно для профилактики инсулинонезависимого диабета. Американские исследователи в течение 6 лет следили за уровнем магния более чем у 12 тыс. предрасположенных к диабету людей. Как выяснилось, когда этого элемента у них недостаточно, собственно болезнь развивается на 94% чаще, чем когда его много.
Основная польза магния
История магния
Магний в виде металла был впервые получен Гемфри Дэви в 1808 году. Английский химик проводил процесс электролиза между влажной смесью белой магнезии и оксидом ртути, в результате чего получил сплав ртути с неизвестным металлом (амальгаму). После выгонки ртути Дэви получил новое вещество - порошок металла, который был назван магнием (calorizator). Через два десятилетия, в 1828 году француз А.Бюсси получил чистый металлический магний.
Магний является элементом главной подгруппы II группы III периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 12 и атомную массу 24,305. Принятое обозначение - Mg (от латинского Magnesium ).
Нахождение в природе
По количеству содержания в земной коре магний занимает 8-е место среди минеральных веществ, он очень распространён. Природными источниками магния являются морская вода, ископаемые минеральные отложения и рассолы.
Магний является лёгким и ковким металлом, его цвет - серебристо-белый с явным металлическим блеском. В обычном состоянии покрыт плёнкой оксида магния, которую можно разрушить, нагрев металл до 600-650˚С. Магний сгорает, выделяя ослепительно белое пламя и образуя оксид и нитрид магния.
Суточная потребность в магнии
Суточная потребность в магнии зависит от возраста, пола и физического состояния человека. Для здорового взрослого человека составляет от 400 до 500 мг.
В продуктах питания содержится различное количество магния, расположим их по мере убывания содержания полезного микроэлемента:
- крупы ( и )
- молочные продукты, рыба,
Усвояемость магния
Всасывание органических соединений магния в основном происходит в двенадцатиперстной и толстой кишках, при чрезмерном употреблении кофеина, алкоголя и организм теряет значительную часть магния с мочой.
Взаимодействие с другими
Для организма важен баланс между и магнием, потому что именно эти минералы отвечают за нормальное состояние костной ткани и зубов. В аптечных витаминно-минеральных комплексах количество кальция и магния содержится в оптимальных количествах.
Нехватку магния в организме могут вызвать болезни почек, расстройство желудка, приём мочегонных средств и некоторых контрацептивов, чрезмерное увлечение алкоголем и кофеином. Признаками нехватки магния считают бессонницу, раздражительность, головокружения, нарушения сердцебиения и скачки кровяного давления, частые головные боли, чувство усталости, мерцающие точки перед глазами, судороги, мышечные спазмы, выпадение волос.
Признаки избытка магния
Признаками избытка магния считают:
- понос, тошноту, рвоту
- сонливость, замедление пульса
- нарушения координации, речи
- высыхание слизистых (во рту и носу).
Магний важен для эффективного функционирования нервов и мышц, важен для превращения сахара крови в энергию. Магний поддерживает здоровое состояние зубов, помогает предупредить отложения , камни в почках и желчном пузыре, приносит облегчение при несварении. Организм человека содержит приблизительно 21 г магния.
Магний нормализует деятельность сердечно-сосудистой и эндокринной систем организма, функции головного мозга, оказывает помощь при выведении токсинов и тяжёлых металлов.
Применение магния в жизни
Соединения магния (сплавы) используются в самолётостроении и автомобильном производстве из-за прочности и лёгкости магниевых сплавов. Магний применяется как химический источник тока, в медицине, военном деле, в фотографии.
