Horčík

Tlak pary
Horčík; (magnesium)
	sodík ← horčík → hliník
	Periodická tabuľka
	3. perióda, 2. skupina, blok s
	kovy
Vzhľad
	striebrobiely kov
	; Emisné spektrum
Atómové vlastnosti
Atómová hmotnosť	24,3050 g·mol−1
Elektrónová konfigurácia	[Ne] 3s2
Atómový polomer	160 pm (vyp.: 145 pm)
Kovalentný polomer	141 pm
Kovový polomer	160 pm
Van der Waalsov pol.	173 pm
Iónový polomer; pre: Mg2+	66 pm
Chemické vlastnosti
Elektronegativita	1,31 (podľa Paulinga)
Ionizačná energia(e)	1: 737,7 kJ.mol−1; 2: 1 450,7 kJ.mol−1; 3: 7 732,7 kJ.mol−1
Oxidačné číslo(a)	II
Št. potenciál; (Mg2+/Mg)	−2,37 V
Fyzikálne vlastnosti (za norm. podmienok)
Skupenstvo	pevné
Hustota	1,738 kg·dm−3
Hustota kvapaliny; (pri 923 K)	1,584 kg·dm−3
Teplota topenia	923 K (649,85 °C)
Teplota varu	1 363 K (1 089,85 °C)
Sk. teplo topenia	8,48 kJ·mol−1
Sk. teplo varu	128 kJ·mol−1
Tepelná kapacita	24,869 J·mol−1·K−1
Iné
Kryštálová sústava	hexagonálna
Magnetizmus	paramagnetický
Elektrický odpor	43,9 nΩ·m
Tep. rozťažnosť	24,8 µm·m−1·K−1
Rýchl. zvuku	4 940 m·s−1
Youngov modul	45 GPa
Pružnosť v šmyku	17 GPa
Objemová pružnosť	45 GPa
Poissonovo č.	0,290
Tvrdosť (Mohs)	2,5
Tvrdosť (Brinell)	30 MPa
Reg. číslo CAS	7439-95-4
Izotop(y) (vybrané)
Commons ponúka multimediálny obsah na tému horčík.
	Chemický portál

Horčík alebo magnézium (lat. Magnesium ; gr. Μαγνησία = názov oblasti v Grécku) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Mg a protónové číslo 12. Je to mäkký, ľahký kov, ktorý rýchlo reaguje s kyslíkom i vodou; na vzduchu sa postupne pokryje vrstvou oxidu, ktorá ho chráni pred ďalšou oxidáciou. Takto je možné ho uchovávať pomerne dlhú dobu. Vďaka svojej pomerne veľkej reaktivite sa v prírode horčík vyskytuje len v zlúčeninách. Vo všetkých má oxidačný stupeň +II (Mg⁺²).

Ako nový prvok ho identifikoval Joseph Black v roku 1755, v čistom stave ho izoloval sir Humphry Davy v roku 1808 elektrolýzou zmesi horčíka a HgO.

Latinský názov je odvodený od mesta Magnésia v Tesálii, známeho starovekými ložiskami magnetických rúd. Slovenský názov pochádza z pozorovania, že niektoré zlúčeniny horčíka (predovšetkým horká soľ – MgSO₄.7H₂O) sú veľmi horké.

Výskyt v prírode

Horčík je významne zastúpený v zemskej kôre i vo vesmíre. Podľa posledných dostupných údajov tvorí horčík 1,9 – 2,5% zemskej kôry a je 8. najbežnejšie sa vyskytujúcim prvkom. V morskej vode sa koncentrácia horečnatých iónov udáva ako 1,35 g/l a sú tak po sodíku druhým najčastejšie zastúpeným katiónom. Vo vesmíre pripadá jeden atóm horčíka približne na 30 000 atómov vodíka.

Obsah horčíka (obyčajne uvádzaný ako chlorid horečnatý - MgCl₂) v morskej vode tvorí významný podiel jeho zastúpenia na Zemi.

Z minerálov je veľmi bežný dolomit, zmiešaný uhličitan horečnato-vápenatý CaMg(CO₃)₂, ktorého ložiská sa nachádzajú v južnej Európe, Brazílii, južnej Austrálii i Severnej Amerike. Vzácnejšie sa vyskytuje čistý uhličitan horečnatý, MgCO₃ – magnezit, ktorý sa ťaží predovšetkým v rakúskych Alpách, na Slovensku, v Kórei a Číne. Ďalšie priemyselné využitie majú carnallit, brucit a olivín.

Výroba a využitie

Kovový horčík sa priemyselne vyrába zvyčajne elektrolýzou roztaveného chloridu horečnatého, získaného z morskej vody alebo z koncentrovaných roztokov morskej soli (soľanka).

V bežnom živote sa najčastejšie stretávame so zliatinami horčíka s hliníkom, meďou a mangánom, ktoré sú známe pod názvom dural. Vyznačujú sa značnou mechanickou pevnosťou a súčasne mimoriadne nízkou hustotou. Zároveň sú i značne odolné voči korózii. Všetky tieto vlastnosti predurčujú dural ako ideálny materiál pre letecký a automobilový priemysel, ale používa sa i pri výrobe výťahov, bicyklov, ľahkých rebríkov ap.

Elementárny horčík je veľmi silné redukčné činidlo a jemne rozptýlený kov sa využíva na redukcie v organickej syntéze a redukčnej výrobe iných kovov (napr. uránu) z roztokov ich solí.

Veľká reaktivita kovového horčíka sa uplatňuje v metalurgii, kde jeho prídavky odstraňujú malé množstvo síry z roztavenej oceli.

Reakcia horčíka s kyslíkom prebieha za vývoja značného množstva tepla (je možné dosiahnuť teploty okolo 2 200 °C) a veľmi intenzívneho svetelného žiarenia. Zapáliť horčík vo forme tenkej fólie je veľmi jednoduché a môže byť štartérom horenia v rôznych pyrotechnických aplikáciách. V minulosti sa zmesi práškového horčíka s okysličovadlom (KClO₃, Ba(NO₃)₂, KClO₄) po zapálení používali namiesto dnešných fotografických bleskov. Vďaka tomu, že je v závislosti na množstve možné dosiahnuť takmer neobmedzený svetelný výkon, sa tieto tzv. osvetľovacie zlože používajú ešte dnes pri fotografovaní obrovských podzemných priestorov.

Štandardné a ľahko pripraviteľné osvetľovacie zlože:

65% KNO₃, 26% Al, 9% drevné uhlie
66% KClO₄, 34% Al
50% KClO₄, 50% Al (alebo Mg)

Bezpečnostné upozornenie: Pri horení horčíka vzniká i určité množstvo UV žiarenia. Bez ochranných okuliarov nie je vhodné sa pozerať priamo do plameňa. Zmes veľmi jemného práškového horčíka (púdra) s okysličovadlami horí tak rýchlo, že môže nastať výbuch. Rizikom je i nízka teplota vzplanutia (250˚C). To má samozrejme význam v pyrotechnických aplikáciách, ale pre osvetľovacie účely je nutné použiť horčíkovú krupicu alebo šupinky.

Zlúčeniny a ich využitie

Pravdepodobne najväčšie praktické priemyselné uplatnenie zo zlúčenín horčíka má oxid horečnatý – MgO. Táto zlúčenina má mimoriadne vysokú odolnosť voči vysokým teplotám a súčasne je relatívne lacno dostupná v stotonových množstvách. Je preto ideálnym materiálom pre vnútorné obloženie vysokých pecí pre výrobu železa a podobné aplikácie. Pre tieto účely sa ale musí špeciálne čistiť, pretože i pomerne malé množstvo príbuzných prvkov (vápnik) môže dramaticky zhoršovať dlhodobú tepelnú stabilitu magnezitových vysokopecných výmuroviek.

Uhličitan horečnatý MgCO₃ sa pridáva do priemyslových hnojív ako zložka dodávajúca rastlinám potrebný horčík pre rast a vývoj. Skôr kuriozitou je uplatnenie v športe – gymnasti, vzpierači, atléti a horolezci si jemným práškom uhličitanu horečnatého poprašujú ruky kvôli lepšiemu uchopeniu náradia.

Síran horečnatý MgSO₄.7H₂O je známy pod menom horká alebo Epsomova soľ a používa sa v medicíne ako laxatívum. Podobné vlastnosti vykazuje i suspenzia hydroxidu horečnatého Mg(OH)₂ vo vode (horečnaté mlieko).

Biologický význam horčíka

Dostatok horčíka v potrave je dôležitý pre správnu činnosť svalov a nervov (mierni podráždenosť a nervozitu), ale i pre uvoľňovanie energie z glukózy a pre správnu stavbu kostí. Udržuje v dobrom stave obehový systém a je prevenciou infarktu. Mnohým ženám odstraňuje problémy spojené s predmenštruačným syndrómom. Mierni depresie a prispieva k zdravým zubom.

V kombinácii s vápnikom pôsobí horčík ako prirodzený upokojujúci prostriedok. Jeho nedostatok často pociťujú športovci, diabetici a ľudia, ktorí pijú príliš veľa alkoholu. Prejavuje sa podráždenosťou, nespavosťou, náladovosťou, zlým trávením, búšením srdca alebo arytmiami. Môže vyvolať tiež depresie, prípadne záchvat astmy.

Prirodzenými zdrojmi horčíka sú banány, mandle, orechy, tmavá listová zelenina, obilie a celozrnné pečivo. Uvádza sa, že priemerný príjem horčíka v potrave by mal činiť asi 300 mg denne.

Globálny význam horčíka je však daný jeho výskytom v molekule chlorofylu. Táto organická zlúčenina má jedinečnú schopnosť prostredníctvom fotosyntézy premieňať slnečnú energiu na energiu chemickej väzby sacharidov vytváraných z oxidu uhličitého a vody. Tým je zdrojom energie pre všetky ďalšie biochemické a biologické reakcie na Zemi. Zelené zafarbenie rastlín je spôsobené práve prítomnosťou chlorofylu, ktorý najsilnejšie absorbuje červené a modré svetlo.

Poranenia spôsobené kovovým horčíkom či jeho zliatinami sa zle hoja.