Éd. 1971-1976

magie (suite)

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magnésium

Corps simple métallique.

En 1695, l’Anglais Nehemiah Grew obtint des cristaux de l’hydrate MgSO₄, 7 H₂O à partir des sources d’Epsom ; l’Allemand Friedrich Hoffmann distingua en 1722 certains composés du calcium de leurs homologues du magnésium. Au milieu du xviii^e s., l’Anglais Joseph Black étudia le problème de la magnésie blanche (carbonate de magnésium utilisé comme purgatif) et prépara la magnésie calcinée (MgO). En 1808, Davy* obtint du magnésium métallique impur, puis, en 1829, le Français Bussy l’obtint plus pur par chauffage du potassium avec du chlorure anhydre.

Le magnésium est le huitième élément de la croûte terrestre, dont il forme 1,93 p. 100, dans une classification par teneur décroissante en poids. Il est largement réparti dans le sol, et l’eau de mer en contient. Le magnésium est un constituant essentiel de la chlorophylle.

Atome

Cet élément du groupe II A a le numéro atomique 12. La structure électronique de l’état fondamental de l’atome correspond à 1s², 2s², 2p⁶, 3s². Les énergies successives des premières ionisations sont 7,65 eV, 15,0 eV, 80,3 eV.

Le rayon atomique est de 1,36 Å et celui du cation Mg²⁺ est de 0,65 Å. L’atome a en effet une assez grande facilité à se transformer en cation Mg²⁺, que l’on observe dans certains dérivés fondus tels que le chlorure ou dans des solutions aqueuses de sels de magnésium.

Corps simple

Le magnésium est un métal de faible densité (d = 1,75), assez fusible (t_f = 651 °C) et relativement volatil (t_eN = 1 107 °C). Il forme un bon nombre d’alliages, dont la faible densité combinée à d’intéressantes propriétés mécaniques permet de nombreuses applications. C’est un métal très électropositif ; le potentiel normal du couple d’oxydo-réduction Mg²⁺/Mg est de – 2,34 V. Le magnésium brûle dans l’oxygène ou l’air avec un grand dégagement de chaleur et est très réducteur. Il se combine aussi à chaud avec l’azote de l’air, les halogènes et le soufre. Il est attaqué par tous les acides. On l’obtient industriellement par électrolyse du chlorure anhydre fondu.

Principaux dérivés

Son oxyde MgO est difficile à réduire ; le carbone le réduit à température élevée selon une réaction réversible :
MgO + C ⇄ Mg + CO.

L’hydroxyde se déshydrate en oxyde, et c’est une base assez forte légèrement soluble dans l’eau.

Les sels correspondent à l’ion Mg²⁺. Ils donnent souvent des hydrates tels que Mg(H₂O)₆SO₄, H₂O et MgK₂(SO₄)₂, 6 H₂O ou encore les nombreux hydrates du chlorure de magnésium. Ils forment des composés d’addition avec des aldéhydes, des cétones et des éthers. Les complexes du magnésium sont peu nombreux et peu stables.

On connaît des organomagnésiens surtout mixtes RMgX, généralement en solution dans un solvant convenable (v. organométalliques).

La chlorophylle est une « porphyrine » (v. fer) contenant un atome de magnésium lié à quatre atomes d’azote.

H. B.

Minerais

Parmi les nombreux minerais de magnésium, les plus couramment exploités sont :
— la magnésite ou giobertite, carbonate MgCO₃ (États-Unis, Autriche, Grèce) ;
— la dolomie, carbonate double de magnésium et de calcium MgCO₃, CaCO₃ (France, Italie) ;
— la carnallite, chlorure hydraté double de magnésium et de potassium MgCl₂, KCl, 6 H₂O (Allemagne) ;
— divers silicates complexes (talc, amiante, écume de mer).

La magnésie, oxyde MgO, et certaines eaux salines, soit eau de mer, soit eau de lacs salés, sont également des sources de ce métal à l’état de chlorure ou de sulfate. L’eau de la mer Méditerranée contient environ 1,3 kg de magnésium par mètre cube.