Магний (Mg): степень окисления, валентность, строение атома
Магний Mg — металл главной подгруппы II группы, № 12. Степени окисления: +2; валентность II. Электронная формула [Ne]3s², электроны по уровням: 2, 8, 2. M = 24 г/моль.
| Что | Значение |
|---|---|
| Степень окисления | +2высшая +2, низшая 0 подробнее |
| Валентность | IIпостоянная подробнее |
| Электронная формула | 1s² |
| Строение атома | +12: 12 p⁺, 12 n⁰, 12 e⁻уровни 2, 8, 2 подробнее |
| Молярная масса | 24 г/мольточнее 24,31 подробнее |
| Положение | 3-й период, IIА группа, s-элемент |
| Характеристика | металл главной подгруппы II группы подробнее |
| ЭО по Полингу | 1,31 таблица ЭО |
Какая степень окисления у магния?
Высшая степень окисления магния — +2, низшая — 0 (в простом веществе). В соединениях — только +2.
Два внешних электрона 3s² магний отдаёт вместе, поэтому во всех соединениях он +2.
| Степень окисления | Примеры соединений |
|---|---|
| +2 | MgO, MgCl2, Mg(OH)2, MgSO4, Mg3N2 |
Задание 3 ЕГЭ: степень окисления и валентность
Какая валентность у магния?
Валентность магния — II (постоянная).
В основном состоянии неспаренных электронов у магния нет (3s²); валентность II объясняют возбуждением атома до 3s¹3p¹.
| Валентность | Примеры соединений |
|---|---|
| II | MgO, MgCl2, Mg3N2 |
Строение атома магния
Порядковый номер магния — 12, поэтому заряд ядра +12: в ядре 12 протонов и 12 нейтронов (у самого распространённого изотопа ²⁴Mg, массовое число 24).
Вокруг ядра — 12 электронов на трёх энергетических уровнях: 2, 8, 2. Число уровней равно номеру периода.
Внешний уровень — 3-й, на нём 2 электрона. Неспаренных электронов в основном состоянии — 0.
Схема: +12 Mg )2 )8 )2
Задание 1 ЕГЭ: строение атома
Электронная формула магния
1s²
Сокращённо, через остов благородного газа: [Ne]3s².
В возбуждённом состоянии один электрон с 3s переходит на свободную p-орбиталь: 3s² → 3s¹3p¹, неспаренных электронов становится 2.
- Mg²⁺ (10 электронов) 1s²2s²2p⁶, как у неона
Характеристика магния
По плану: положение в таблице → строение атома → свойства → соединения.
Магний — элемент № 12, 3-й период, IIА группа.
Электроны по уровням 2, 8, 2; отдав два внешних электрона, атом превращается в ион Mg2+ с оболочкой неона.
Магний — активный металл и сильный восстановитель: с горячей водой реагирует с выделением водорода, горит на воздухе с образованием оксида и нитрида и продолжает гореть даже в углекислом газе.
Оксид MgO и гидроксид Mg(OH)2 основные, гидроксид в воде нерастворим; магний входит в состав хлорофилла, а его сплавы лёгкие и прочные.
Простое вещество — лёгкий серебристо-белый металл (1,74 г/см³); горит ослепительно белым пламенем.
| Формула | Что это | M, г/моль |
|---|---|---|
| MgO | оксид магния, жжёная магнезия | 40 |
| Mg(OH)2 | гидроксид магния — нерастворимое основание | 58 |
| MgSO4 | сульфат магния | 120 |
| MgCl2 | хлорид магния — электролизом его расплава получают магний | 95 |
| Mg3N2 | нитрид магния | 100 |
Молярная масса магния
M(Mg) = 24 г/моль
Молярная масса элемента численно равна его относительной атомной массе Ar. В расчётах ЕГЭ её берут округлённой до целого: 24 г/моль. Точное значение по IUPAC — 24,31 г/моль.
Вопросы и ответы
Почему магний горит в углекислом газе?
Магний отнимает кислород у CO2: 2Mg + CO2 = 2MgO + C. Реакция выделяет много тепла, поэтому горящий магний нельзя тушить углекислотным огнетушителем — только песком.
Магний — щёлочноземельный металл?
По номенклатуре IUPAC щёлочноземельными называют все металлы II группы, включая бериллий и магний. В российских школьных учебниках так часто называют только кальций, стронций, барий и радий: их гидроксиды — щёлочи, а Mg(OH)2 в воде нерастворим.
С какой водой реагирует магний?
С холодной — очень медленно: мешает плёнка малорастворимого гидроксида. С горячей реакция идёт заметно: Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2.
Как магний встречается на ЕГЭ?
- Задание 1: строение атомаВнешние электроны магния — 3s², неспаренных в основном состоянии 0: по таким признакам элемент выбирают из ряда.
- Задание 2: периодический законМагний — 3-й период, IIА группа: по положению сравнивают радиус атома, электроотрицательность и металлические свойства с соседями.
- Задание 3: степень окисления и валентностьВысшая степень окисления магния +2, низшая 0; валентность II.
- Задание 4: химическая связьВ простом веществе связь металлическая и решётка металлическая; с активными неметаллами образует ионные соединения.
Соседи магния в таблице Менделеева
Потренироваться на заданиях
Таблица помогает найти ответ, тренажёр — научиться находить его самому. В кабинете НейроМиши задания ЕГЭ с проверкой и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.
Таблицы по теме
Источники
- ФИПИ: демоверсия, спецификация и кодификатор ЕГЭ 2027 по химии (проект) — задания 1–4: строение атома, периодический закон, степень окисления и валентность, химическая связь
- CIAAW (комиссия IUPAC по изотопам и атомным весам): стандартные атомные веса — атомные и молярные массы
- CIAAW: изотопный состав элементов — самый распространённый изотоп — число нейтронов
- NIST Atomic Spectra Database: основные состояния нейтральных атомов — электронные конфигурации, в том числе исключения с «провалом» электрона