ELEMENTDATEN
Position von Magnesium im PSE

Magnesium (OZ: 12)
II. Hauptgruppe
Erdalkalimetalle
Normalzustand
Feststoff - Metall
relativ weich, silbrig-glänzend, hexagonale Kugelpackung
7439-95-4
12
24,305
2,85

160,0 pm
78 (+2) pm
136 pm
Konfiguration [Ne] 3s²
Oxidationszahlen 2
Ionisierungseng. 7,646
Dichte 1,74 g/cm³

1,31
1,2
3,75 eV

921.95 K
648,8 °C
1380.0 K
1107 °C
Natürliche Isotope
Mg-24: 78,99%, Mg-25: 10,00%, Mg-26: 11,01%
Entdeckung
1755
Black
Schottland
relativ weiches, silbrig-glänzendes Metall; hexagonale Kugelpackung

Magnesium

Symbol: Mg
Ordungszahl: 12

II. Hauptgruppe (Erdalkalimetalle)

Namensbedeutung
Entdeckung
Vorkommen
Eigenschaften
Biologische Bedeutung
Isotope
Verwendung


Namensbedeutung

Magnesia: Stadt in Kleinasien (engl.: magnesium)

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Entdeckung

Bereits um 1755 beschrieb der Schotte Joseph Black erstmals Calcium- und Magnesiumsalze. Eine Reindarstellung der Elemente war aber zu seiner Zeit noch nicht möglich. Dies gelang erst dem Engländer Humphry Davy 1808 mittels elektrolytischer Spaltung von Magnesiumoxid. Die noch stark verunreinigte metallische Form nannte er "Magnium". Erst später erhielt es seinen heute gültigen Namen, um eventuelle Verwechslungen mit zu vermeiden. Ziemlich genau zwanzig Jahre später waren die präparativen Methoden soweit verfeinert, daß Bussy und Liebig Magnesium hoher Reinheit darstellen konnten. Um 1890 begann man schließlich mit der großtechnischen Herstellung des Metalls.

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Vorkommen

Magnesium ist nach das zweithäufigste Erdalkalimetall. Es ist allgemein verbreitet: Am Aufbau der Erdkruste ist es zu ca. zwei Gewichtsprozent beteiligt und ist somit das achthäufigste Element der Erdkruste. Elementar kommt es in der Natur nicht vor, sondern nur in Verbindungen wie Carbonaten, Silicaten und Sulfaten. In Form von Dolomit, einem Calcium- und Magnesiumcarbonat (CaCO3 x MgCO3), bildet es ganze Gebirgszüge. Andere wichtige Magnesium-Mineralien sind: Magnesiumcarbonate wie Magnesit (Bitterspat); Silikate wie Olivin, Serpentin, Enstatit, Talk, Meerschaum und Asbest; Magnesiumsulfate wie Kieserit, Kainit, Schönit und Bittersalz sowie Chloride wie Carnallit. Große Mengen von Magnesiumsalzen befinden sich auch in den Weltmeeren, wo es als Chlorid auftritt. In einem Kubikmeter Meereswasser sind im Durchschnitt 1,27 Kilogramm Magnesium gelöst.

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Eigenschaften

Magnesium ist ein relativ weiches, silbrig-glänzendes Metall, das die hexagonal-dichteste Kugelpackung aufweist. Es ist sehr leicht und gut dehnbar. Das Metall überzieht sich an Luft nach und nach mit einer grauen Oxidschicht, die es vor weiteren Reaktionen schützt. Von kaltem Wasser wird es nur sehr langsam und von heißem etwas schneller angegriffen. Wird das Leichtmetall erhitzt, verbrennt es mit sehr heller, weißer Flamme, die nur schwer zu löschen ist. Mit Säuren reagiert es unter Freisetzung von Wasserstoffgas; von Laugen wird es dagegen nicht angegriffen. Magnesium ist ein recht guter elektrischer Leiter, wobei seine Leitfähigkeit nur etwa zu einem Drittel der von entspricht. Wie die anderen Elemente seiner Gruppe hat es aufgrund seiner Elektronenkonfiguration in Verbindungen ausschließlich die Oxidationsstufe +2. Die wichtigsten Magnesium-Verbindungen sind: Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumcarbonat, Magnesiumchlorid und Magnesiumsulfat.

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Biologische Bedeutung

Magnesium ist essentiell für alle Arten. Es ist das Zentralion im Chlorophyll der grünen Pflanzen und spielt eine große Rolle bei der CO2-Assimilation. Außerdem aktiviert es einige Enzymfunktionen. In der Trockenmasse von Landpflanzen findet man im Durchschnitt zwischen 1000 und 8000 ppm Magnesium. Im Körper eines Erwachsenen mit einem Durchschnittsgewicht von 70 kg findet man ca. 20 g Magnesium. Es hat physiologische Funktionen bei der Knochenbildung und beim Muskelstoffwechsel. Ungefähr 50% der Magnesium-Menge ist in den Knochen festgelegt. Der Tagesbedarf wird mit 250 − 500 mg angegeben; eine toxische Dosis ist nicht bekannt. Das Metall ist nur in bestimmten Verbindungen gefährlich. Für Magnesiumoxid als Feinstaub wurde in Deutschland für den Arbeitsschutz ein Grenzwert von 6 mg/m3 festgelegt.

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Isotope

Magnesium hat drei stabile Isotope, von denen Mg-24 mit knapp 79% am häufigsten ist. Danach folgen Mg-26 mit 11% und Mg-25 mit 10%. Außerdem sind 12 Radionuklide bekannt. Mg-28 hat mit einer Zerfallsrate von 21 Stunden die längste Halbwertszeit. Am schnellsten zerfällt Mg-20 mit ungefähr 95 Millisekunden.

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Verwendung

Die Gesamtmenge der weltweiten Magnesiumerze wird auf 20 Milliarden Tonnen geschätzt. Die Angaben über die jährliche Weltproduktion schwanken zwischen 300.000 und 350.000 Tonnen. Größte Produzenten von verhütteten Magnesium waren 1992 die Vereinigten Staaten mit 137.000 t, die GUS mit 80.000 t, gefolgt von Norwegen (30.400 t), Kanada (25.800 t), China (20.000 t) und Frankreich (13.700 t). Im Magnesium-Verbrauch liegt Deutschland mit 21.300 t (1992) nach den USA, der GUS und Japan an vierter Stelle. Wegen seiner geringen Härte und Festigkeit hat reines Magnesium nur geringe technische Bedeutung. So wird seine Reinform fast ausschließlich beim Herstellungsprozeß anderer Metalle − wie Uran, Zirkonium, Kupfer, Nickel, oder − als Reduktionsmittel zur Bildung der entsprechenden Metallchloride eingesetzt. Außerdem dient es wegen des sehr hellen Lichts bei seiner Verbrennung der Pyrotechnik als Zusatz in Feuerwerkskörpern, Leuchtkugeln und in Blitzlichtern. Der weitaus größte Teil der produzierten Gesamtmenge wird aber in Form von Legierungen weiterverarbeitet, wobei der wichtigste Legierungspartner des Metalls ist. Andere Legierungsmetalle sind beispielsweise Mangan, und Kupfer. Magnesiumlegierungen zeichnen sich durch gute Werkstoffeigenschaften aus: sie sind korrosionsbeständig und relativ leicht. Wegen des geringen Gewichts werden sie gerne im Fahrzeug- und Flugzeugbau eingesetzt.




Rutherford Online - Lexikon der Elemente 2006
Elementbeschreibungen: Magnesium
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