石頭中蹦出的“鎂”好元素

李啟翔

如果說，海水的咸味來源于其中豐富的鈉元素，那海水中的一絲苦味，則來源于其中豐富的鎂元素。鎂，一個中文名中包含著“美”字的元素，究竟有著什么樣的特點，又發揮著哪些作用呢？

顏值之“鎂”——光鮮亮麗

鎂元素的化學符號為Mg，英語名稱為Magnesium，源于希臘語中的一個地名“美格尼西亞”，有占星師的含義。曾經，在希臘的美格尼西亞城附近盛產一種名叫“苦土”的鎂礦，也就是鎂的氧化物。人們發現苦土在燃燒時會產生耀眼的白光，于是便將它與魔法或占星術聯系起來，城市也以此得名。

閃光燈曾經被稱為鎂光燈，你或許在電視劇中見過早期的照相機拍照，隨著快門被按下，閃光燈發出“砰”的一聲并閃爍出耀眼的白光，這光就是利用鎂粉與氧氣發生反應產生的。除了閃光燈，人們還將鎂粉用在節日焰火和煙花里，來制造明亮的白光。

存在之“鎂”——儲量豐富

鎂在自然中廣泛存在。在地球表面的地殼元素中，鎂的含量大約排在前十，而如果算上更深層的地幔，鎂的含量將一躍排進前五。

在陸地上，鎂元素喜歡藏身于各種各樣的巖石中，鎂含量較多的礦石有菱鎂礦、白云巖、橄欖石等，它們形態多樣，色彩豐富，展示了鎂在自然界中的美。此外，海水、天然鹽湖水中也富含鎂元素，著名的死海就是一個富含鎂的鹽湖。

如果將鎂單質從自然物質中提取出來，它會呈現出銀白的金屬色澤。在與空氣接觸后，金屬鎂的表層會與氧氣反應，形成一層很薄的氧化膜，將原本光鮮的外表隱藏起來。

發現“鎂”的過程

鎂元素在元素周期表中排行第12，即原子序數為12，有12 個核外電子。鎂元素的核外電子共有三層，其中最外層有2 個電子，它們比較容易“走失”，這與我們之前認識的同在元素周期表第二列的鈹一樣，因此鎂也是一種堿土金屬元素，性格也較為活潑，要將它從自然物中提取出來也費了一番功夫。

1755 年，英國化學家約瑟夫·布萊克仔細辨別了石灰中的苦土，第一次將鎂作為一種單獨的元素識別出來。

1808 年，英國化學家漢弗萊·戴維通過電解的方式，成功分離出金屬鎂。多說一句，同一年戴維利用該方法還制得了鈣、鍶、鋇，差點將堿土金屬家族“一網打盡”。

其后，科學家們通過不斷優化從礦石或海水中提取金屬鎂的方法，終于使鎂變得平易近人，逐漸走入大眾的日常生活。

“鎂”好生活

你可能不了解鎂，但無論是我們的身體內還是日常生活中，都有鎂的身影。

材料之“鎂”——不可輕視

鎂是第三常用的結構金屬，僅次于鐵和鋁。之所以如此受歡迎，是因為鎂是綜合素質很強的一種輕金屬——質量輕，硬度強，儲量還很豐富。它既不像鈹帶有毒性危險性大，也不像鋰那么柔軟活潑，一點就“炸”。

在傳統金屬（如鋼和鋁）中加入鎂，形成的合金既能變得更輕，又不影響強度和穩定性，這滿足了汽車、飛機、航天器等又想減輕重量，又不想放棄安全性的目標。

生活中我們也有許多需要隨身攜帶的用品，比如照相機、筆記本電腦、手機等電子產品，總是希望它們能盡可能輕一點，再輕一點，鎂合金輕薄堅硬的特質，剛好符合要求。

不過鎂也不是完全沒有脾氣。鎂一旦燃燒起來，溫度非常高，遠遠超過了常規滅火器的極限。如果用水滅火，鎂會與水反應生成氫氣，搞不好會引發爆炸，燒得更猛。用二氧化碳滅火器也不行，鎂跟二氧化碳反應會產生氧氣，也會加劇燃燒。要撲滅鎂的燃燒，需要使用專門用于金屬火災的滅火劑。

生命之“鎂”——不可或缺

鎂是維持人體生命活動的必需元素，在人體中的含量十分豐富。

我們體內大約一半以上的鎂元素存在于骨骼和牙齒當中，它們能夠幫助我們維持骨骼的強度。

鎂還是我們體內300 多種酶反應的必要催化劑。如果把人體內的各種反應想象成搭積木，酶就像是小小的助手，能將食物中的營養小塊（比如糖、脂肪和蛋白質）拼在一起，或者把它們拆開，這樣你的身體就能更快更容易地利用這些營養小塊來生長、運動了。而有些酶在工作時還需要一個小伙伴，比如一個小金屬元素——鎂，來幫助它們。

對于植物來說，鎂也是關乎生長的關鍵元素。

我們都知道，植物會通過枝葉中的葉綠素來吸收陽光轉化能量。葉綠素本身的結構非常復雜，而鎂位于葉綠素的中心位置，就像葉綠素的心臟，可以起到穩定結構的作用。鎂還能幫助葉綠素捕捉陽光，特別是其中的紅色光和藍色光，并且幫助植物進行光合作用，轉化所需的營養。如果缺乏鎂元素，植物的葉片就會變黃，失去光合作用的能力。

可以說，鎂就像是植物的超級英雄。沒有鎂元素，就沒有葉綠素，也就沒有植物的生長，今天的地球或許就不是一片生機勃勃的景象了。