Posição no sistema e características físico-químicas
O magnésio é um metal leve, brilhante, de cor branco-prateada, que funde a 649 °C. No grupo IIA, ele atua como um elo de transição: ao contrário do berílio, não possui caráter anfótero, mas também não pode ser classificado entre os metais alcalino-terrosos clássicos. Por exemplo, seu hidróxido é um eletrólito fraco.
Ao comparar os elementos do segundo grupo com os metais alcalinos (IA), observam-se padrões importantes. A eletronegatividade aqui é visivelmente maior, e o grau de ionicidade das ligações nos sais é menor. Muitos sais dos metais deste grupo são pouco solúveis em água. A razão reside na alta resistência da rede cristalina: a energia de hidratação liberada não é capaz de compensar o custo energético para romper as ligações. Sob condições normais no ar, o magnésio é bastante estável, pois sua superfície é instantaneamente coberta por uma película protetora ultrafina de óxido.
Reatividade
Embora a película de óxido proteja o metal à temperatura ambiente, quando aquecido ele exibe alta atividade química e atua como um poderoso agente redutor.
- Com não-metais: O metal queima vigorosamente em atmosfera de oxigênio com liberação de pequenas partículas de óxido (fumaça branca). Ele queima ativamente em vapores de bromo e em cloro, combina-se com o enxofre quando aquecido e, ao atingir 400 °C, é capaz de reagir até mesmo com o nitrogênio.
- Com óxidos: O magnésio reduz tanto não-metais quanto outros metais a partir de seus óxidos.
- Com ácidos: Com soluções diluídas de ácidos, a reação ocorre muito rapidamente. A exceção é o ácido sulfúrico concentrado (H2SO4) — a interação é retardada devido ao fenômeno de passivação da superfície.
- Com sais: A interação obedece à série eletroquímica de reatividade. O magnésio desloca facilmente os metais situados à sua direita. Por exemplo, a reação ocorrerá com o nitrato de chumbo(II), mas é impossível com o nitrato de cálcio.
Principais compostos
Na prática médica e química, os compostos binários do magnésio e seus sais são os mais frequentemente estudados.
- Óxido de magnésio (MgO). Substância branca, extremamente refratária, com ponto de fusão de 2825 °C. Apresenta propriedades típicas de óxidos básicos. Ao contrário dos óxidos de metais alcalino-terrosos, ele não reage violentamente com a água liberando uma grande quantidade de calor.
- Hidróxido de magnésio (Mg(OH)2). Base de força moderada, pouco solúvel em água (cerca de 31 mg/L). É obtido por precipitação a partir de soluções de sais com a adição de álcalis.
- Sais. Uma diferença importante do magnésio em relação ao estrôncio, bário e cálcio é que o sulfato de magnésio (MgSO4) é altamente solúvel em água. O nitrato e a maioria dos halogenetos (cloreto, brometo, iodeto) também são solúveis.
Merece destaque especial o cimento de magnésia. Se misturarmos pó de óxido de magnésio com uma solução concentrada de cloreto de magnésio, obtém-se uma suspensão espessa. Após algumas horas, a massa endurece, formando um hidroxicloreto de magnésio durável (Mg2(OH)Cl3 · 4H2O).
Importância biológica e aplicações
O magnésio é um elemento biogênico criticamente importante. Junto com o sódio, o potássio e o cálcio, ele forma o «quadrado biogênico» dos elementos s na tabela periódica. Esses quatro cátions são absolutamente essenciais para a atividade vital do organismo. Os íons Mg2+ localizam-se predominantemente no interior das células e formam compostos complexos estáveis e quase não dissociáveis com proteínas e carboidratos. Vale ressaltar também a reação com os ácidos graxos: ao contrário dos sais de sódio solúveis (sabão comum), o magnésio forma sais insolúveis.
Na indústria, o metal é altamente valorizado devido à sua leveza. Suas ligas com a adição de alumínio, zinco e zircônio possuem densidade em torno de 1,8 g/cm³, o que é comparável ao alumínio. Esses materiais são indispensáveis para a fabricação de peças de aeronaves, carcaças de instrumentos ópticos e componentes de motores elétricos. Além disso, o magnésio atua como reagente básico na síntese orgânica.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Com quais biomoléculas os íons de magnésio formam compostos complexos no interior das células?
Os íons de magnésio formam compostos complexos intracelulares com proteínas, carboidratos e nucleotídeos.
- Proteínas e carboidratos — os cátions formam com eles compostos complexos que quase não se dissociam em solução.
- Nucleotídeos — a complexação com íons de magnésio aumenta sua reatividade, o que é necessário para a interação dos substratos com as polimerases durante o processo de síntese de DNA.
Quais enzimas são ativadas pelos íons de magnésio no corpo humano?
Os íons de magnésio atuam como cofatores enzimáticos e são necessários para a manifestação da atividade catalítica de muitas enzimas. As fontes indicam que o magnésio:
- participa da ativação de enzimas;
- é necessário para a interação de polimerases com substratos durante a síntese de DNA;
- forma complexos com nucleotídeos, aumentando sua reatividade;
- ativa o metabolismo energético e a síntese de DNA.
A lista exata de todas as enzimas ativadas por íons de magnésio não é fornecida nas fontes.
Qual é o papel fisiológico dos íons de magnésio na regulação da contração muscular?
Os íons de magnésio atuam como antagonistas funcionais dos íons de cálcio. Para o sulfato de magnésio, as fontes indicam um efeito espasmolítico miotrópico, devido ao antagonismo funcional entre os íons de magnésio e cálcio.
Em relação ao miométrio, o sulfato de magnésio inibe a atividade contrátil.
Regra de deslocamento: o magnésio «expulsa» dos sais apenas os vizinhos que estão à sua direita na série eletroquímica (por exemplo, desloca o chumbo, mas não o cálcio).
Questões de aulas e exames
O magnésio pertence aos metais alcalinoterrosos?
Não, ele ocupa uma posição intermediária entre o berílio e os metais alcalinoterrosos (cálcio, estrôncio, bário, rádio). Seu hidróxido é um eletrólito fraco.
Por que o magnésio não oxida ao ar em condições normais?
Sua superfície é coberta por uma película protetora de óxido de magnésio fina, porém muito resistente e quimicamente estável, que impede a degradação posterior.
Como a solubilidade dos sais de magnésio difere dos sais dos elementos do subgrupo do cálcio?
A principal diferença reside nos sulfatos. O sulfato de magnésio é altamente solúvel em água, enquanto os sulfatos dos metais alcalino-terrosos são pouco solúveis ou totalmente insolúveis.
O que mais estudar sobre o tema
- Toxicologia do berílio e propriedades radioativas do estrôncio-90
- Obtenção industrial do magnésio por eletrólise de cloreto e carnalita
- Propriedades e meia-vida do rádio-226
- Papel biológico do cálcio e de seus compostos
- Minerais do segundo grupo: talco, carnalita e dolomita
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