镁的来源
镁是宇宙中第九丰富的元素。它是在巨大的老恒星中产生的。三个氦核相继加到一个碳核上，形成一个新的镁核。当像超新星这样的恒星爆炸时，大部分镁被分散到星际介质中，在那里可以回收到新的恒星系统中。
随着超新星爆发，镁被分散到星云中。
镁的原子序数是12，这意味着镁的原子核中有12个质子，外围有12个电子。镁被归为碱土金属，其最外层3s轨道上有两个活性电子，很容易被别人“带走”，把镁变成+2阳离子，这也决定了镁是一种活性金属，很容易被氧化。
与铝类似，由于氧化速度极快，镁的最外层原子迅速与空气体中的氧形成氧化镁，从而形成致密极薄的钝化膜，反过来保护内层的镁原子，它们没有机会与空气体中的氧接触。所以我们看到的镁金属是一种闪亮的银灰色固体。
固体镁金属
纯镁金属用处不大，太脆了。镁是紧密堆积的六方晶体结构，延展性差，压制时会开裂。因此，通常需要将其他物质混合到镁中制成合金，这可以大大提高镁的延展性，使其成为热门的制造材料明星。
镁很脆(上)，含1%铝和0.1%钙的镁合金能承受54%的变形(下)。
镁的化学性质
上一节我们介绍了镁最外层3s轨道只有两个电子，这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，它会与水反应，在表面形成氢气泡。虽然它的反应速度比不上碱金属，但是如果把镁粉丢到水里就很危险了。理论上，我们可以利用镁和水之间的可逆反应来获得能量。一家日本公司正试图制造一种“镁基发动机”，这将在镁的应用一章中介绍。
由于钝化膜的保护，镁可以制成金属线圈，储存在镁离子中。
镁可以被快速氧化，因为镁在其外层很容易失去两个电子，而氧具有很强的获取电子的能力，所以镁很容易与氧反应生成氧化镁(MgO)。如果镁只放在氧气环境中，会形成钝化膜来保护自己，但点燃后就会大不相同。
下图是用喷灯加热一块镁金属的照片。原来是一个视频，我从里面拍了四张照片，展示了加热和燃烧的过程。从图中我们可以看到，当金属镁在空气体中加热到一定温度时，会自发地与氧气发生反应，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。你最好不要直接看镁的火焰，因为里面有大量的紫外线，会永久性损伤视网膜。镁的燃烧火焰极难熄灭，因为镁在高温下会与氮气、二氧化碳和水发生化学反应，所以你只能用干沙覆盖，将其与氧气隔离。
800℃时，镁与氮反应生成氮化镁；
3Mg+N₂=Mg₃N₂
镁可以在二氧化碳中点燃，生成氧化镁和碳；
2Mg+CO₂=2MgO+C
如果用水扑灭镁火，会因产生氢气而爆炸:
Mg+2H₂O=Mg(OH)₂+H₂↑
镁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，它存在于大量的菱镁矿MgCO₃、白云石康姆(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 MgCl₂ 6H₂O、滑石Mg SiO (OH)和橄榄石(Mg，Fe)₂SiO₄)具有商业开采价值，其他矿物要么储量少，要么难以开采，不经济。
菱镁矿(MgCO₃)晶体
镁离子Mg ⁺是海水中第二丰富的阳离子，按质量计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具有成本效益。化工企业通常在海水中加入氢氧化钙，形成氢氧化镁沉淀；
MgCl₂ +Ca(OH)₂ = Mg(OH)₂↓ +CaCl₂
氢氧化镁不溶于水，可滤出与盐酸反应生成浓缩氯化镁；
Mg(OH)₂ + 2 HCl = MgCl₂ + 2 H₂O
然后氯化镁可以电解得到金属镁。
水镁石镁(oh)
从其他矿石中提取镁基本上遵循逐步合成氯化镁，然后电解氯化镁得到金属镁的步骤。
白云石，白色晶体是camg (co)
大多数情况下，我们不需要提纯金属镁，包括碳酸镁、氯化镁、柠檬酸镁、氢氧化镁(氧化镁乳)、氧化镁、硫酸镁和七水硫酸镁(泻盐)等。这些镁化合物对工业和生物非常重要。
镁的用途
镁主要用于燃烧。出于各种目的，人们发明了各种各样的燃烧方法。
最早的时候，东方人发现烧镁可以发出耀眼的白色火花，于是就做成烟花。由于镁粉的自燃温度只有473°C，所以也可以搭配火石使用，用刀刮擦产生的火花可以点燃干草或刨花。这在野外生活时可以代替火柴。比打火机耐用，不怕淋湿。
镁也可以和燧石一起使用。用刀刮擦产生火花点火。
镁粉燃烧产生的白光非常接近阳光，因此成为最早摄影的辅助照明。伴随着“啪”的一声，这种原始的闪光散发出耀眼的白光和烟雾，使得摄影过程时尚而刺激。
最早的照相馆用烧镁粉来补光。
镁通常用于军事目的，因为它易燃，在燃烧过程中会产生3100℃的高温。很多军机会发射含镁干扰弹，引导红外制导导弹远离自己。第二次世界大战期间，参与国用镁制造燃烧弹，温度极高，难以扑灭，给消防员造成了极大的伤害和麻烦。
发射红外干扰弹的运输机
由于镁很轻，其与铝、锌等金属的合金能耐高温、低蠕变，且具有良好的可加工性，因此镁合金被广泛用于生产航空空航空航天和发动机的结构件。当镁注入碳化硅纳米颗粒时，它具有极高的比强度。
早在第一次世界大战时，镁铝合金就被德国人用来制造军用飞机。二战后，镁铝合金的应用更加广泛。德国宝马用镁合金制造汽车用高性能六缸发动机。事实上，许多其他发动机制造商会在铝中添加镁，以改善其压铸和机械性能。
宝马-6的铝镁合金发动机缸体
除了发动机缸体的压铸，镁合金还被用来制造高端汽车的轮毂。一些手机厂商也用它来制作智能手机的外壳，以获得更轻的重量和更好的加工性能。
保时捷镁合金车轮
镁会与水发生化学反应，生成氢气并产生热量。日本东京工业大学(TIT)和三菱公司希望开发一种“镁喷气循环发动机(MAGIC)”。他们声称他们已经生产了一种没有化石燃料的无污染发动机原型。虽然它的体积很小(直径约5厘米，高度约13.5厘米)，但发动机可以产生几十千瓦的热量输出。然而，15年过去了，这项研究没有发表任何最新进展。
2004年，TIT声称开发了“MAGIC”。
除了镁，各种镁的化合物也被广泛使用。氧化镁常被用作各种冶金工业炉内衬的高温耐火材料，也用于农业、化学和建筑工业。镁盐是多种食物必不可少的添加剂，因为我们人类需要摄入镁；镁是叶绿素的一种成分，所以镁盐也用于肥料生产。亚硫酸镁用于造纸；六氟硅酸镁用于纺织，可以防蛀；磷酸镁广泛应用于建筑防火材料的生产。
总结:
镁来自巨大的老恒星内部。它由氦和碳组成，然后通过超新星爆发被抛入太空空。我们星球上所有的镁元素都是这样获得的。
镁的最外层有两个自由电子，这就决定了镁是一种非常活泼的碱土金属，能与氧、氮、水甚至二氧化碳发生化学反应，所以当镁燃烧时，水和二氧化碳都无法将其熄灭，所以只能选择用干沙覆盖。
镁因各种原因而被烧掉了。它可以用作闪光灯、干扰弹和燃烧弹。
镁合金质轻，加工性能优异，广泛应用于航空空航空航天和汽车发动机制造，也用于制作手机壳。可能你手机的后壳是镁合金的吧！
