石头中蹦出的“镁”好元素

李启翔

如果说，海水的咸味来源于其中丰富的钠元素，那海水中的一丝苦味，则来源于其中丰富的镁元素。镁，一个中文名中包含着“美”字的元素，究竟有着什么样的特点，又发挥着哪些作用呢？

颜值之“镁”——光鲜亮丽

镁元素的化学符号为Mg，英语名称为Magnesium，源于希腊语中的一个地名“美格尼西亚”，有占星师的含义。曾经，在希腊的美格尼西亚城附近盛产一种名叫“苦土”的镁矿，也就是镁的氧化物。人们发现苦土在燃烧时会产生耀眼的白光，于是便将它与魔法或占星术联系起来，城市也以此得名。

闪光灯曾经被称为镁光灯，你或许在电视剧中见过早期的照相机拍照，随着快门被按下，闪光灯发出“砰”的一声并闪烁出耀眼的白光，这光就是利用镁粉与氧气发生反应产生的。除了闪光灯，人们还将镁粉用在节日焰火和烟花里，来制造明亮的白光。

存在之“镁”——储量丰富

镁在自然中广泛存在。在地球表面的地壳元素中，镁的含量大约排在前十，而如果算上更深层的地幔，镁的含量将一跃排进前五。

在陆地上，镁元素喜欢藏身于各种各样的岩石中，镁含量较多的矿石有菱镁矿、白云岩、橄榄石等，它们形态多样，色彩丰富，展示了镁在自然界中的美。此外，海水、天然盐湖水中也富含镁元素，著名的死海就是一个富含镁的盐湖。

如果将镁单质从自然物质中提取出来，它会呈现出银白的金属色泽。在与空气接触后，金属镁的表层会与氧气反应，形成一层很薄的氧化膜，将原本光鲜的外表隐藏起来。

发现“镁”的过程

镁元素在元素周期表中排行第12，即原子序数为12，有12 个核外电子。镁元素的核外电子共有三层，其中最外层有2 个电子，它们比较容易“走失”，这与我们之前认识的同在元素周期表第二列的铍一样，因此镁也是一种碱土金属元素，性格也较为活泼，要将它从自然物中提取出来也费了一番功夫。

1755 年，英国化学家约瑟夫·布莱克仔细辨别了石灰中的苦土，第一次将镁作为一种单独的元素识别出来。

1808 年，英国化学家汉弗莱·戴维通过电解的方式，成功分离出金属镁。多说一句，同一年戴维利用该方法还制得了钙、锶、钡，差点将碱土金属家族“一网打尽”。

其后，科学家们通过不断优化从矿石或海水中提取金属镁的方法，终于使镁变得平易近人，逐渐走入大众的日常生活。

“镁”好生活

你可能不了解镁，但无论是我们的身体内还是日常生活中，都有镁的身影。

材料之“镁”——不可轻视

镁是第三常用的结构金属，仅次于铁和铝。之所以如此受欢迎，是因为镁是综合素质很强的一种轻金属——质量轻，硬度强，储量还很丰富。它既不像铍带有毒性危险性大，也不像锂那么柔软活泼，一点就“炸”。

在传统金属（如钢和铝）中加入镁，形成的合金既能变得更轻，又不影响强度和稳定性，这满足了汽车、飞机、航天器等又想减轻重量，又不想放弃安全性的目标。

生活中我们也有许多需要随身携带的用品，比如照相机、笔记本电脑、手机等电子产品，总是希望它们能尽可能轻一点，再轻一点，镁合金轻薄坚硬的特质，刚好符合要求。

不过镁也不是完全没有脾气。镁一旦燃烧起来，温度非常高，远远超过了常规灭火器的极限。如果用水灭火，镁会与水反应生成氢气，搞不好会引发爆炸，烧得更猛。用二氧化碳灭火器也不行，镁跟二氧化碳反应会产生氧气，也会加剧燃烧。要扑灭镁的燃烧，需要使用专门用于金属火灾的灭火剂。

生命之“镁”——不可或缺

镁是维持人体生命活动的必需元素，在人体中的含量十分丰富。

我们体内大约一半以上的镁元素存在于骨骼和牙齿当中，它们能够帮助我们维持骨骼的强度。

镁还是我们体内300 多种酶反应的必要催化剂。如果把人体内的各种反应想象成搭积木，酶就像是小小的助手，能将食物中的营养小块（比如糖、脂肪和蛋白质）拼在一起，或者把它们拆开，这样你的身体就能更快更容易地利用这些营养小块来生长、运动了。而有些酶在工作时还需要一个小伙伴，比如一个小金属元素——镁，来帮助它们。

对于植物来说，镁也是关乎生长的关键元素。

我们都知道，植物会通过枝叶中的叶绿素来吸收阳光转化能量。叶绿素本身的结构非常复杂，而镁位于叶绿素的中心位置，就像叶绿素的心脏，可以起到稳定结构的作用。镁还能帮助叶绿素捕捉阳光，特别是其中的红色光和蓝色光，并且帮助植物进行光合作用，转化所需的营养。如果缺乏镁元素，植物的叶片就会变黄，失去光合作用的能力。

可以说，镁就像是植物的超级英雄。没有镁元素，就没有叶绿素，也就没有植物的生长，今天的地球或许就不是一片生机勃勃的景象了。