镁条在空气中燃烧的实验镁在空气中燃烧 _空气中

镁在空气体中燃烧(镁条在空气体中燃烧的实验)
镁的起源镁是宇宙中第九丰富的元素。它产生于一颗巨大的古老恒星。三个氦核加到一个碳原子核上，形成一个新的镁核。当像超新星这样的恒星爆炸时，大部分镁会分散到星际介质中，镁可以在星际介质中循环进入新的恒星系统。
镁随着超新星爆炸扩散到星云中。
镁的原子序数是12 ，也就是说它的原子核里有12个质子，外围有12个电子。镁被归类为碱土金属，在其最外层3s轨道上有两个活性电子。这两个电子很容易被别人“带走” ，使镁成为+2价的阳离子，这也决定了镁是一种活性金属，它很容易被氧化。
与铝类似，由于氧化速度极快，镁的最外层原子因为与空气体中的氧快速形成氧化镁而形成致密极薄的钝化膜，进而保护了内部的镁原子，它们没有机会与空气体中的氧接触。所以我们看到的所有镁金属都是闪亮的银灰色固体。
一块镁金属固体
纯镁用处不大，太脆了。镁是密排六方晶体结构，延展性差，受压会开裂。因此，通常需要在镁中掺入其他物质制成合金，这样可以大大提高镁的延展性，使其成为制造材料的热门明星。
镁很脆(上图) ，含1%铝和0.1%钙的镁合金能承受54%的变形(下图) 。
镁的化学性质【镁条在空气中燃烧的实验镁在空气中燃烧】上一节我们介绍了镁的最外层3s轨道只有两个电子，这就决定了镁是一种化学性质非常活跃的碱土金属。如果你把一块镁扔进水中，它会和水反应，在表面形成氢气泡。虽然它的反应速度比不上碱金属，但是如果你把镁粉扔到水里就危险了。理论上，我们可以利用镁和水的可逆反应来获取能量。一家日本公司正试图制造一种“镁基发动机” 。我们将在镁的应用一章中介绍。
由于有钝化膜的保护，镁可以制成金属线圈，储存在镁锚中。
镁可以很快被氧化，因为镁在其外层很容易失去两个电子，而氧获得电子的能力很强，所以镁很容易与氧反应生成氧化镁(MgO) 。如果只是把镁放在氧气环境中，它会形成一层钝化膜来保护自己，但要点燃它，情况就大不一样了。
下图是用喷灯加热一块镁金属的图片。它本来是一个视频，我从里面拍了四张照片，展示它的加热燃烧过程。从图中我们可以看到，金属镁在空气体中加热到一定温度后，会与氧气发生反应，剧烈燃烧。
镁的加热和燃烧过程
镁及镁合金的火焰温度可达3100℃ ，并发出耀眼的白光。你更好不要直视镁的火焰，因为里面有大量的紫外线，会对视网膜造成永久性损伤。镁燃烧的火焰极难熄灭，因为镁在高温下能与氮气、二氧化碳和水发生化学反应。你只能用干沙盖住它，以隔绝氧气。
在800℃时，镁与氮反应生成氮化镁:
3Mg+N?=Mg?N?
镁可以在二氧化碳中点燃，生成氧化镁和碳:
2Mg+CO?=2MgO+C
如果用水扑灭镁火，镁火会因产生氢气而爆炸:
Mg+2H?O=Mg(OH)?+H?↑
镁棒燃烧，发出耀眼的白光。
镁的生产镁是地壳质量中第八丰富的元素。它大量存在于菱镁矿MgCO?、白云石CAMG (CO)等矿物中。虽然含镁矿物有60多种，但只有白云石、菱镁矿、水镁石Mg (OH)、光卤石KCl MgCl? 6H?O、滑石Mg SiO (OH)和橄榄石(Mg、Fe)?SiO?)具有商业开采价值。其他矿物要么储量很少，要么很难开采，不经济。
菱镁矿(MgCO?)晶体
镁离子Mg ?是海水中第二丰富的阳离子，其质量含量约为钠离子含量的三分之一，因此从海水的海盐中提供镁在商业上是经济的。通常化工企业会在海水中加入氢氧化钙，形成氢氧化镁沉淀:
MgCl? +Ca(OH)? = Mg(OH)?↓ +CaCl?
氢氧化镁不溶于水，可以滤出并与盐酸反应生成浓缩氯化镁:
Mg(OH)? + 2盐酸= MgCl? + 2 H?O
然后氯化镁可以电解得到金属镁。
氧化镁氢氧化镁
从其他矿石中提取镁，基本遵循逐步合成氯化镁，然后电解氯化镁得到金属镁的步骤。

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镁条在空气中燃烧的实验镁在空气中燃烧