鎂
| A+醫(yī)學百科 >> 鎂 |
元素名稱：鎂（měi）
元素類型：金屬
相對原子質(zhì)量：24.3050（6）
發(fā)現(xiàn)者：戴維
發(fā)現(xiàn)年代：1808年
化學式:Mg
核內(nèi)質(zhì)子數(shù)：12
核外電子數(shù)：12
核電荷數(shù)：12
電子層數(shù)：3
原子體積:(立方厘米/摩爾)
13.97
元素在太陽中的含量:(ppm)
700
元素在海水中的含量:(ppm)
1200
地殼中含量：（ppm）
23000
電負性：1.31
氧化態(tài)：
Main
Mg+2
Other
電離能 (kJ/ mol)
M - M+ 737.7
M+ - M2+ 1450.7
M2+ - M3+ 7732.6
M3+ - M4+ 10540
M4+ - M5+ 13630
M5+ - M6+ 17995
M6+ - M7+ 21703
M7+ - M8+ 25656
M8+ - M9+ 31642
M9+ - M10+ 35461
外圍電子排布：3s2 核外電子排布： 2,8,2
晶體結(jié)構(gòu)：晶胞為六方晶胞.。
晶胞參數(shù)：
a = 320.94 pm
b = 320.94 pm
c = 521.08 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
莫氏硬度：2.5
同位素及放射線: Mg-24 Mg-25 Mg-26 Mg-27[9.45m] Mg-28[21h]
電子親合和能: -21 KJ.mol-1
第一電離能：738 KJ.mol-1 第二電離能：1451 KJ.mol-1 第三電離能：7733 KJ.mol-1
單質(zhì)密度：1.738 g/cm3 單質(zhì)熔點：650.0 ℃ 單質(zhì)沸點：1170.0 ℃
原子半徑：1.72 埃 離子半徑：0.66(+2) 埃 共價半徑：1.36 埃
熱導率: W/(m.K)
156
目錄 |
發(fā)現(xiàn)過程
1808年，英國的戴維，用鉀還原白鎂氧（即氧化鎂MgO），最早制得少量的鎂。
物理性質(zhì)：銀白色的金屬，密度1.738克/厘米3，熔點648.9℃。沸點1090℃。化合價+2，電離能7.646電子伏特，是輕金屬之一，具有延展性，金屬鎂無磁性，且有良好的熱消散性。
化學性質(zhì)
具有比較強的還原性,能與熱水反應(yīng)放出氫氣，燃燒時能產(chǎn)生眩目的白光，鎂與氟化物、氫氟酸和鉻酸不發(fā)生作用，也不受苛性堿侵蝕，但極易溶解于有機和無機酸中，鎂能直接與氮、硫和鹵素等化合，包括烴、醛、醇、酚、胺、脂和大多數(shù)油類在內(nèi)的有機化學藥品與鎂僅僅輕微地或者根本不起作用。鎂能在能和二氧化碳發(fā)生燃燒反應(yīng)，因此鎂燃燒不能用二氧化碳滅火器滅火。
1.與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)： 2Mg+O2=2MgO 3Mg+N2=Mg3N2 （點燃）
2.與水的反應(yīng)： Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑(加熱)
3.與酸的反應(yīng)：Mg+2HCl=MgCl2+H2 ↑ Mg+H2SO4=MgSO4+H2 ↑
4.與氧化物的反應(yīng)：2Mg+CO2=2MgO+C(點燃)
5.與空氣反應(yīng)：2Mg+O2=2MgO(點燃)
- 2Mg+CO2=2MgO+C(點燃)
3Mg+N2=Mg3N2(點燃)
- 注：該反應(yīng)在氧氣充足時一般不發(fā)生或發(fā)生后又有 C+O2=CO2（點燃），因為在反應(yīng)后不見有黑色固體生成。
工業(yè)制法
鎂存在于菱鎂礦（碳酸鎂）MgCO3、白云石（碳酸鎂鈣）CaMg(CO3)2、光鹵石（水合氯化鎂鉀）KCl.MgCl2.H2O中。工業(yè)上利用電解熔融氯化鎂或在電爐中用硅鐵等使其還原而制得金屬鎂，前者叫做熔鹽電解法，后者叫做硅熱還原法。氯化鎂可以從海水中提取，每立方英里水含有約120億磅鎂。
Mg在海水中的提取
① CaCO3(s)= (高溫)CaO(s)+CO2(g)↑
CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)
② Ca(OH)2(aq)+MgCl2(aq)=Mg(OH)2(s)↓+CaCl2(aq)
③ Mg(OH)2(s)+2HCl(l)+6H2O(l)=MgCl2.6H2O(s)+2H2O(l)
④ MgCl2.6H2O(s)=(HCl) MgCl2(s) +6H2O(l)
⑤ MgCl2（l）==通電== Mg(s)+Cl2(g)↑
元素用途
常用做還原劑，去置換鈦、鋯、鈾、鈹?shù)冉饘佟Ｖ饕糜谥圃燧p金屬合金、球墨鑄鐵、科學儀器脫硫劑脫氫和格氏試劑，也能用于制煙火、閃光粉、鎂鹽等。結(jié)構(gòu)特性類似于鋁，具有輕金屬的各種用途，可作為飛機、導彈的合金材料。但是鎂在汽油燃點可燃，這限制了它的應(yīng)用。
日常用途：體操運動員常涂鎂粉來增加摩擦力. (是MgCO3)
醫(yī)療用途：治療缺鎂和痙攣。
體育用途：在緊張運動幾小時前注射，或在緊張運動后注射以彌補鎂的流失。
金屬鎂能與大多數(shù)非金屬和酸反應(yīng)；在高壓下能與氫直接合成氫化鎂；鎂能與鹵化烴或鹵化芳烴作用合成格利雅試劑，廣泛應(yīng)用于有機合成。鎂具有生成配位化合物的明顯傾向。
鎂是航空工業(yè)的重要材料，鎂合金用于制造飛機機身、發(fā)動機零件等；鎂還用來制造照相和光學儀器等；鎂及其合金的非結(jié)構(gòu)應(yīng)用也很廣；鎂作為一種強還原劑，還用于鈦、鋯、鈹、鈾和鉿的生產(chǎn)中。
純鎂的強度小，但鎂合金是良好的輕型結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于空間技術(shù)、航空、汽車和儀表等工業(yè)部門。一架超音速飛機約有5％的鎂合金構(gòu)件，一枚導彈一般消耗100～200公斤鎂合金。鎂是其他合金（特別是鋁合金）的主要組元，它與其他元素配合能使鋁合金熱處理強化；球墨鑄鐵用鎂作球化劑；而有些金屬（如鈦和鋯）生產(chǎn)又用鎂作還原劑；鎂是燃燒彈彈和照明彈不能缺少的組成物；鎂粉是節(jié)日煙花必需的原料；鎂是核工業(yè)上的結(jié)構(gòu)材料或包裝材料；鎂肥能促使植物對磷的吸收利用，缺鎂植物則生長趨于停滯。鎂在人民生活中占有重要地位的一種基礎(chǔ)材料。
鎂在其他方面的應(yīng)用
鎂是最輕的結(jié)構(gòu)金屬材料之一，又具有比強度和比剛度高、阻尼性和切削性好、易于回收等優(yōu)點。國內(nèi)外將鎂合金應(yīng)用于汽車行業(yè)，以減重、節(jié)能、降低污染，改善環(huán)境。發(fā)達國家汽車百公里耗油最終將實現(xiàn)3L目標，歐洲汽車用鎂占鎂總消耗量的14%，預計今后將以15-20%的速度遞增，2005年將達到20萬噸。我國東風、長安等汽車已開始用鎂合金，不久、重慶，成都等地將成為我國汽車用鎂合金研究與開發(fā)應(yīng)用生產(chǎn)基地。
與塑料相比，鎂合金具有重量輕、比強度高、減振性好、熱疲勞性能好、不易老化，又有良好的導熱性、電磁屏蔽能力強、非常好的壓鑄工藝性能，尤其易于回收等優(yōu)點，是替代鋼鐵、鋁合金和工程塑
料的新一代高性能結(jié)構(gòu)材料。為適應(yīng)電子、通訊器件高度集成化和輕薄小型化的發(fā)展趨勢，鎂合金是交通、電子信息、通訊、計算機、聲像器材、手提工具、電機、林業(yè)、紡織、核動力裝置等產(chǎn)品外殼的理想材料。發(fā)達國家非常重視鎂合金開發(fā)與應(yīng)用，尤其在汽車零部件、筆記本電腦等便攜電子產(chǎn)品的應(yīng)用，每年以20%的速度增長，非常引人注目，發(fā)展趨勢驚人。我國青島作為家電城，先后投資2.1億及3.5億人民幣，生產(chǎn)制造手機外殼、數(shù)碼相機、手提電腦、掌上電腦外殼，高級視聽器材外殼等產(chǎn)品，年產(chǎn)1600萬件鑄件產(chǎn)品，第一個鎂合金開發(fā)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化基地將落戶青島。
金屬鎂是鋁合金中的主要合金元素，世界年需求量在15萬噸左右，2000年我國鋁合金生產(chǎn)290萬噸，用鎂作合金元素，每年約需1.01萬噸。
隨著汽車工業(yè)、石油、天然氣管線、海洋鉆井平臺，橋梁建筑等領(lǐng)域用高強度低硫鋼的需求不斷增加，近幾年，我國鞍鋼、寶鋼、武鋼、本鋼、包鋼、攀鋼、首鋼等鋼廠已經(jīng)用鎂粉深脫硫，獲得優(yōu)質(zhì)鋼，取得良好效果。鎂粉用于鋼鐵脫硫具有潛在市場。此外，鎂粉還用于制造化工產(chǎn)品、藥品、煙火、信號、照明彈等材料、金屬還原劑、油漆涂料、焊絲以及供球墨鑄鐵用球化劑等。
鎂犧牲陽極作為有效的防止金屬腐蝕的方法之一，可廣泛用在地下鐵制管道、石油管道、儲罐、海上設(shè)施、裝備、民用等。
鎂合金型材、管材用作自行車架、輪椅、康復和醫(yī)療器械等。
現(xiàn)代戰(zhàn)爭需要軍隊具有遠程快速部署運動的能力，要求武器裝備輕量化，在手持式武器、裝甲戰(zhàn)車、運輸車、航空制導武器上將大量采用輕金屬材料。輕量化是提高武器裝備作戰(zhàn)性能的重要方向。鎂所具有的輕質(zhì)特性決定了鎂合金是生產(chǎn)航天器、軍用飛機、導彈、高機動性能戰(zhàn)車、船舶的必不可少的結(jié)構(gòu)材料，因此，大力開發(fā)鎂合金應(yīng)
用范圍是國防現(xiàn)代化的需要。
哪些食物富含鎂？
據(jù)測定：紫菜含鎂量最高，每100克紫菜中含鎂460毫克，居各種食物之冠，被喻為“鎂元素的寶庫”。其余含鎂食物有：谷類如小米、玉米、蕎麥面、高粱面，燕麥，通心粉，烤馬鈴薯；豆類如黃豆、黑豆、蠶豆、豌豆、豇豆、豆腐；蔬菜如冬菜、莧菜、辣椒、蘑菇；水果如楊桃、桂圓、核桃仁；其他如蝦米、花生、芝麻，海產(chǎn)品等。鎂有助于調(diào)節(jié)人的心臟活動，降低血壓，預防心臟病，提高男士的生育能力。建議男士早餐應(yīng)吃2碗牛奶燕麥粥和一只香蕉。
建議攝取量：中國營養(yǎng)學會建議，成年男性每天約需鎂350毫克，成年女性約為300毫克，孕婦以及喂奶期女性約為450毫克（每星期可吃2~3次花生，每次~8粒便能滿足對鎂的需求量）。
鎂是哺乳動物和人類所必需的微量元素，它是細胞內(nèi)重要的陽離子，參與蛋白質(zhì)的合成和肌肉的收縮作用。
鎂缺乏在臨床上主要表現(xiàn)為情緒不安、易激動、手足抽搐、反射亢進等，正常情況下，由于腎的調(diào)節(jié)作用，口服過量的鎂一般不會發(fā)生鎂中毒。當腎功能不全時，大量口服鎂可引起鎂中毒，表現(xiàn)為腹痛、腹瀉、嘔吐、煩渴、疲乏無力，嚴重者出現(xiàn)呼吸困難、紫紺、瞳孔散大等。
鎂廣泛分布于植物中，肌肉和臟器中較多，乳制品中較少。動物性食品中鎂的利用率較高，達30％~40％，植物性食品中鎂的利用率較低。鎂的需要量2~3歲為150毫克，3~6歲為200毫克
抽筋”多吃含鎂食物
很多人容易在夜里睡眠時發(fā)生腿部“抽筋”，這在醫(yī)學上稱作“抽搐病”，尤以夜里受涼為甚。不少人將其歸咎于缺鈣，但從人體對礦物質(zhì)及微量元素的需求來說，缺鎂時也會發(fā)生這種癥狀。
鎂在人體運動功能活動中扮演著十分重要的角色。人之所以活著，全靠人體內(nèi)一系列復雜的生物化學反應(yīng)維持著生命活動，而催化這些生化反應(yīng)則需要上千種促酶（生物催化劑）。國外科學家研究發(fā)現(xiàn)，鎂可激活325個酶系統(tǒng)，把鎂稱為生命活動的激活劑是當之無愧的。近年來，國外科學家研究指出，人到中年以后要 “鎂”食。即要多食含鎂豐富的食物。心血管疾病，如冠心病、高血壓、高血脂、心肌梗塞、糖尿病等多在人到中年之后發(fā)生，這與體內(nèi)鎂含量降低有關(guān)。
鎂是人體中僅次于鉀的細胞內(nèi)正離子，它參與體內(nèi)一系列新陳代謝過程，包括骨及細胞的形成，與神經(jīng)肌肉和心臟功能有密切關(guān)系。一般成年人每日對鎂的需求量，男性為350毫克，女性為300毫克，如果缺鎂，可導致肌肉無力，耐久力降低。由于運動，特別是長時間高強度運動大量消耗體內(nèi)的鎂，從而降低肌肉的活動功能，甚至還會發(fā)生抽搐、痙攣等。
專家認為，在正常攝入食物的情況下，一般不存在缺鎂和補鎂的問題。若出現(xiàn)缺鎂癥狀時，應(yīng)多選用含鎂豐富的食物：谷類、豆類、綠色蔬菜、蛋黃、牛肉、豬肉、河鮮產(chǎn)品、花生、芝麻、香蕉等。豆腐中也含有較高的鎂成分，經(jīng)常吃些鹵水豆腐，可解決由于缺鎂引起的“抽搐病”。
相關(guān)信息
鎂是在自然界中分布最廣的十個元素之一，但由于它不易從化合物中還原成單質(zhì)狀態(tài)，所以遲遲未被發(fā)現(xiàn)。
長時期里，化學家們將從含碳酸鎂的菱鎂礦焙燒獲得的鎂的氧化物苦土當作是不可再分割的物質(zhì)。在1789年拉瓦錫發(fā)表的元素表中就列有它。1808年，戴維在成功制得鈣以后，使用同樣的辦法又成功的制得了金屬鎂。從此鎂被確定為元素，并被命名為magnesium，元素符號是Mg。Magnesium來自希臘城市美格里西亞Magnesia，因為在這個城市附近出產(chǎn)氧化鎂，被稱為magnesia alba，即白色氧化鎂。不過鎂的名稱magnesium很容易和錳的名字manganum混淆，雖然有人提出更改，卻一直沿用下來。
鎂是一種參與生物體正常生命活動及新陳代謝過程必不可少的元素。鎂影響細胞的多種生物功能：影響鉀離子和鈣離子的轉(zhuǎn)運，調(diào)控信號的傳遞，參與能量代謝、蛋白質(zhì)和核酸的合成；可以通過絡(luò)合負電荷基團，尤其核苷酸中的磷酸基團來發(fā)揮維持物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能；催化酶的激活和抑制及對細胞周期、細胞增殖及細胞分化的調(diào)控；鎂還參與維持基因組的穩(wěn)定性，并且還與機體氧化應(yīng)激和腫瘤發(fā)生有關(guān)。
鎂的吸收代謝：成人身體總鎂含量約25g，其中60%~65%存在于骨、齒，27%分布于軟組織。食物中的鎂在整個腸道均可被吸收，但主要是在空腸末端與回腸部位吸收，吸收率一般約為30%。膳食中促進鎂吸收的成分主要有氨基酸、乳糖等；抑制鎂吸收的主要成分有過多的磷、草酸、植酸和膳食纖維等。成人從膳食中攝入的鎂大量從膽汁、胰液和腸液分泌到腸道，其中60%~70%隨糞便排出，部分從汗和脫落的皮膚細胞丟失。
鎂離子是生物機體中含量較多的一種正離子，其量在整體中僅次于鈣、鈉、鉀而居第四位；鎂離子在細胞內(nèi)的含量則僅次于鉀離子而居第二位。整粒的種子、未經(jīng)碾磨的谷物、青葉蔬菜、豆類和堅果是日糧鎂最為豐富的來源；魚、肉、奶和水果中鎂含量較低；經(jīng)過加工的食物，在加工過程中鎂幾乎全部損失。肌酸六磷酸、粗纖維、乙醇、過量的磷酸鹽和鈣離子削弱了鎂的吸收，這可能是因為降低了內(nèi)腔鎂的濃度。
鎂可以有效促進鈣的吸收.在細胞中有一個特殊的鈣的通路,其形成的主要元素是鎂.所以人體缺鎂會影響鈣的代謝.
鎂缺乏癥
鎂的簡介
鎂是人體細胞內(nèi)的主要陽離子，濃集于腺粒體中，僅次于鉀和磷，在細胞外液僅次于鈉和鈣居第三位，是體內(nèi)多種細胞基本生化反應(yīng)的必需物質(zhì)。鎂的原子序為12，原子量為24.3，是典型的二價金屬，具有金屬的共有特性。由于鎂的氧化物性質(zhì)與鈣一樣介于“堿性”和“土性”之間，故稱為堿金屬元素。正常成人身體總鎂含量約25g，其中60%-65%存在于骨、齒，27%分布于軟組織。鎂主要分布于細胞內(nèi)，細胞外液的鎂不超過1%。在鈣、維生素C、磷、鈉、鉀等的代謝上，鎂是必要的物質(zhì)，在神經(jīng)肌肉的機能正常運作、血糖轉(zhuǎn)化等過程中扮演著重要角色。
鎂的發(fā)現(xiàn)
許多世紀以前，古羅馬人認為“magnesia”（希臘Magnesia地區(qū)出產(chǎn)的一種白色鎂鹽，鎂元素即因此得名）能治療多種疾病。直到1808年，英國化學家戴維采用電解苦土（含鎂）的方法分離出元素鎂。上世界30年代初MoCollum，E.V及其同事首次用鼠和狗作為實驗動物，系統(tǒng)地觀察了鎂缺乏的反應(yīng)。1934年首次發(fā)表了少數(shù)人在不同疾病的基礎(chǔ)上發(fā)生鎂缺乏的臨床報道。證實鎂是人體的必需元素。Flink及其同事在上世紀50年代初曾報告因酗酒和接受無鎂靜脈輸液而發(fā)生鎂耗竭的病例。健康人一般不會發(fā)生鎂缺乏，但已發(fā)現(xiàn)越來越多的臨床疾病與鎂耗竭有關(guān)。
食物來源
鎂普遍存在于食物中，由于葉綠素是鎂卟啉的鰲合物，所以綠葉蔬菜是富含鎂的。食物中諸如糙糧、堅果也含有豐富的鎂，而肉類、淀粉類食物及牛奶中的鎂含量屬中等。除了食物之外，從飲水中也可以獲得少量鎂。但飲水中鎂的含量差異很大。如硬水中含有較高的鎂鹽，軟水中含量相對較低。
代謝吸收
食物中的鎂在整個腸道均可被吸收，但主要是在空腸末端與回腸部位吸收，吸收率一般約為30%。可通過被動擴散和耗能的主動吸收兩種機制吸收。健康成人從食物中攝入的鎂大量從膽汁、胰液和腸液分泌到腸道，其中60%-70%隨糞便排出，部分從汗和脫落的皮膚細胞丟失，其余從尿中排出，每天約排出50-120mg，約占攝入量的1/3～1/2。
生理功能
1.激活多種酶的活性 鎂作為多種酶的激活劑，參與300多余種酶促反應(yīng)。
2.抑制鉀、鈣通道。
需要人群
酒精中毒的人通常有缺鎂的現(xiàn)象，常喝酒、喝濃茶和喝濃咖啡的人最好多攝取鎂。
生理需要
成人的適宜攝入量（AI）定為350mg/d，可耐受最高攝入量（UL）定為700mg/d。
缺乏表現(xiàn)
鎂缺乏可致血清鈣下降，神經(jīng)肌肉興奮性亢進；對血管功能可能有潛在的影響，有人報告低鎂血癥患者可有房室性早搏、房顫以及室速與室顫，半數(shù)有血壓升高；鎂對骨礦物質(zhì)的內(nèi)穩(wěn)態(tài)有重要作用，鎂缺乏可能是絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的一種危險因素；少數(shù)研究表明鎂耗竭可以導致胰島素抵抗。
治療措施
輕度缺鎂時，可由飲食或口服補充鎂劑，可給予氧化鎂或用氫氧化鎂，為避免腹瀉可與氫氧化鋁膠聯(lián)用。口服不能耐受或不能吸收時，可采用肌肉注射鎂劑，一般采用20%～50%硫酸鎂。
若低鎂血癥嚴重，出現(xiàn)手足搐搦、痙攣發(fā)作或心律失常等，應(yīng)給予靜脈注射。靜脈給鎂時需注意急性鎂中毒的發(fā)生，以免引起心搏驟停。故避免給鎂過多、過速，如遇鎂中毒，應(yīng)給注射葡萄糖酸鈣或氯化鈣對抗之。
過量表現(xiàn)
過量鎂攝入，血清鎂在1.5-2.5mmol/L時，常伴有惡心、胃腸痙攣等胃腸道反應(yīng)；當血清鎂增高到2.5-3.5mmol/L時則出現(xiàn)嗜睡、肌無力、膝腱反射弱、肌麻痹；但血清鎂增至5mmol/L時，深腱反射消失；血清鎂超過5mmol/L時可發(fā)生隨意肌或呼吸肌麻痹；血清鎂7.5mmol/L或更高時可以發(fā)生心臟完全傳導阻滯或心搏停止。
高鎂血癥可引起低血鈣，其部分機制可能是由于甲狀旁腺素分泌降低或靶器官對激素的反應(yīng)性降低。高鎂血癥可影響骨和血液凝固。在尿毒癥時，骨中鎂含量顯著增高。更重要的是鎂過多可致骨異常。鎂過多可干擾血小板粘附和凝血酶原生成時間。尿毒癥時凝血障礙部分原因可能是由于慢性高鎂血癥所致。
治療措施
鈣和鎂之間有顯著拮抗作用，可先從靜脈輸給10%葡萄糖酸鈣10%氯化鈣，以對抗鎂對心臟和肌肉的抑制，同時要積極糾正酸中毒和缺水。如血清鎂仍無下降或癥狀不減輕時，應(yīng)及早采用腹膜透析或血液透析。
鎂與鈣磷攝入量之比
有很多營養(yǎng)素之間是有關(guān)聯(lián)的，如鉀與鈉，β-胡蘿卜素與維生素A等等。其中，鎂是與鈣磷有關(guān)聯(lián)的。鈣、磷、鎂攝入量之比為5:3:1。如果其中一樣攝入過多或過少，其他營養(yǎng)素就會受影響，就會影響健康。
參看
|
||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||
| 關(guān)于“鎂”的留言： |  訂閱討論RSS
|
|
目前暫無留言 | |
| 添加留言 | |