Magnésium : présentation

Elément Magnesium

Mg (Z = 12)

 

 Structure électronique, configuration de l'état fondamental

Le magnésium a pour structure électronique (1s)2(2s)2(2p)6(3s)2

 Place dans la classification périodique

Il se situe sur la 3° ligne et dans la 2° colonne de la classification périodique. Il s’agit du bloc s et de la colonne des alcalino-terreux.

 Abondance dans la nature

La teneur en magnésium de l'écorce terrestre est de 2 %, sa concentration dans l’eau de mer est élevée 1 200ppm (celle du calcium 400ppm, celle du sodium 10 500ppm).

 Principaux composés

L’oxyde de magnésium MgO, carbonates MgCO3, sulfates MgSO4, la chlorophylle, essentielle pour la collecte de l’énergie lumineuse dans la photosynthèse.

 Principaux minerais

Le magnésium est présent dans plusieurs minérais dont les plus importants sont : la magnésite ou giobertite appelée aussi magnésie blanche MgCO3, la dolomite CaMg(CO3 )2, la carnallite MgCl3,6H2O, la brucite Mg(OH)2, l’epsomite MgSO4,7H2O.

 Principaux minéraux

Il est aussi présent dans de nombreux minéraux silicatés : le talc Mg(OH)2Si4O10, les micas K[Mg3(OH)2][AlSi3O10], l’amiante Mg3(OH)4[Si2O5], le spinelle MgAl2O4.

 Propriétés chimiques

La structure électronique du dernier niveau d’énergie de l’atome de magnésium (3s)2 permet la formation d’ions Mg2+ par perte des deux électrons (3s) et de 2 liaisons iono-covalentes MgO.

Le magnésium est très réducteur. Il forme, par ailleurs facilement des complexes de coordination dont l’indispensable chlorophylle.

 Principaux degrés d'oxydation

Le magnésium existe essentiellement aux degrés d’oxydation 0 (métal) et +II. Le nombre d’oxydation +I, a priori possible n’existe pas.  

 Principales propriétés physicochimiques

Les données sur les énergies d'ionisation, l'électronégativité, la nature des liaisons figurent dans les adresses données dans la sitographie.

 Propriétés atomiques et isotopes

Le magnésium est composé de trois isotopes stables : 24Mg (79,0 % des atomes), 25Mg (10.0%), 26Mg (11,0%).

 Importance industrielle et économique

 Le métal est utilisé dans la protection électrochimique du fer (moins courant que le zinc pour cette utilisation), comme anode sacrificielle, dans la métallurgie comme réducteur pour l’obtention de zirconium, hafnium, titane, béryllium, uranium.

Il forme des alliages, sa masse volumique très faible (30 % inférieure à celle de l’aluminium) et ses propriétés mécaniques le font utiliser dans les alliages d’aluminium servant dans l’aéronautique, mais aussi les canettes de boisson. L’alliage de magnésium G-A9Z1 (9 % Al, 1 % Zn, 0,5 % Mn) est également utilisé en aéronautique, mais aussi dans l’automobile pour les blocs moteurs, le châssis, les roues. Une production plus anecdotique est celle du corps de tailles crayons !

La réaction exothermique du magnésium avec l'eau est utilisée, en particulier par l'armée américaine, pour chauffer des rations alimentaires. En 15 minutes, une température de 60 °C est atteinte.

L’utilisation de l’oxyde de magnésium est très variée. Son caractère basique permet de relever le pH des sols acides sur les terres agricoles et augmente la résistance du verre à l'eau et aux acides. Le verre peut contenir jusqu'à 4 % de MgO.

Sa faible température de fusion le fait utiliser comme fondant sidérurgique.

Par ailleurs, MgO est utilisé sous forme frittée ou fondue comme produit réfractaire basique et en céramiques, dans les biscuits de faïence, les émaux et glaçures.

 

RECYCLAGE : le magnésium contenu dans les alliages d'aluminium est recyclé en même temps que ce métal. La production de magnésium de deuxième fusion provenant de chutes de fabrication neuves ou de métal récupéré représente en 2010 environ 10% de la production de magnésium.

 Toxicité - importance biologique

L’élément n’est pas toxique mais de manipulation délicate car à l’état de poudre il risque de s’enflammer spontanément ou sous l’effet d’une décharge électrique statique.

Certaines variétés cristallines d’amiante, par leur structure en fines aguilles sont très dangereuse car peut provoquer une fibrose (asbestose). Interdite d’utilisation dans certains pays, l’amiante continue d’être produite et utilisée dans d’autres.

L’ion Mg2+ intervient dans la transmission des influx nerveux, la contraction des muscles, dans le métabolisme des glucides. Sa carence engendre dans l’espèce humaine la spasmophilie.

 Histoire, Date de la mise en évidence

1808 Davy isole le premier échantillon sous forme d’amalgame et 1828 Bussy obtient le premier échantillon pur compact de magnésium.

 Origine du nom et du symbole

Vient de la ville de Magnesia (Grèce), dans les environs de laquelle on exploitait le talc.

 Le magnésium en un clin d'œil

Informations essentielles sur l'élément magnésium

     Nom : Magnésium

     Symbole : Mg

     Numéro atomique: 12

     Masse atomique : 24,3050

     Etat standard : solide

     Couleur : gris argenté

      

     Dans la classification périodique

     Nom du groupe : alcalino-terreux

     Période : 3

     Bloc : s

     Classification : métaux

 

Pour en savoir davantage :

Les prix Nobel :

- 1930 H. Fischer pour la synthèse de l’hémine pigment organique de l’hémoglobine , constitution de l’hémine et de la chlorophylle.

- 1965 R.B. Woodward pour ses travaux en synthèse organique et en particulier en 1960 la synthèse de la chlorophylle- α.

- 1912 Victor Grignard pour l'utilisation des organomagnésiens en chimie organique préparative (prix partagé avec Paul Sabatier pour la catalyse)

Bibliographie

Sitographie

 Informations récentes sur SCF Info en ligne à consulter sur www.societechimiquedefrance.fr

- Céramiques dentaires SCF Info 2012 n°2

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