マグネシウム化合物

マグネシウム化合物は、マグネシウム（Mg）元素によって形成される化合物です。これらの化合物は、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、水酸化マグネシウム（マグネシアミルク）、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸マグネシウム七水和物（エプソム塩） など、産業および生物学にとって重要です

無機化合物

水素化物、ハロゲン化物、オキソハロゲン化物

水素化マグネシウムは、1951年にヨウ化マグネシウムを触媒として、高温高圧下で水素とマグネシウムを反応させることで初めて合成されました。[ 1 ]水と反応して水素ガスを放出し、287℃、1barで分解します。[ 2 ]

MgH 2 → Mg + H 2

マグネシウムは、ハロゲンと化学式MgX 2 (X=F, Cl, Br, I)の化合物を形成することができる。フッ化マグネシウムを除いて、ハロゲン化物は水に容易に溶けるが、フッ化マグネシウムの溶解度は他のアルカリ土類金属フッ化物よりも高い。高純度のフッ化マグネシウムは、硫酸マグネシウムとフッ化ナトリウムの反応によって工業的に生産され、フッ化ナトリウムは1320℃で昇華する。塩化マグネシウムは、一般的に酸化マグネシウムの塩素化、または乾燥塩化水素下で塩化マグネシウム六水和物と塩化アンモニウムを反応させ、得られたマグネシウムアンモニウム複塩を熱分解することによって得られる[ 3 ] 。その水和物は加水分解され、溶液は酸性になる。水和物を直接加熱すると、加水分解生成物が得られる。[ 3 ]

[Mg(H 2 O) 6 ] 2+ → [Mg(H 2 O) 5 (OH)] + + H 3 O +（水中で分解する）
MgCl 2 ·nH 2 O → Mg(OH)Cl + HCl + (n-1)H 2 O (加熱すると分解する)

塩化マグネシウムはイオン性化合物であり、溶融状態で電気分解するとマグネシウムと塩素ガスを生成します。臭化マグネシウムとヨウ化マグネシウムの性質は似ています。HMgX (X=Cl,Br,I) は、対応するハロゲン化マグネシウムと水素化マグネシウムを反応させることで得られます。[ 3 ]

過塩素酸マグネシウムは、乾燥剤として一般的に使用される白色の固体です。

次亜塩素酸マグネシウムと亜塩素酸マグネシウムは不安定な化合物で、加水分解されやすく、前者は塩基性塩Mg(OCl) 2 · 2Mg(OH) 2を生成し、後者は水酸化物Mg(OH) 2を生成します。塩素酸マグネシウムは、炭酸マグネシウムを塩素酸と反応させ、溶液から六水和物を結晶化させることで得られます。また、水酸化マグネシウムを塩素ガスと反応させ、アセトンで抽出することによっても得られます。

6 Mg(OH) 2 + 6 Cl 2 → 5 MgCl 2 + Mg(ClO 3 ) 2 + 6 H 2 O

過塩素酸マグネシウムは、水に溶けやすい白色粉末で、酸化マグネシウムと過塩素酸の反応で得られる。溶液から六水和物が結晶化し、その後、五酸化リンとともに真空中で200～250℃で乾燥させて無水物を得る。これは一般的な乾燥剤であり、ルイス酸や求電子剤活性化剤としても使用できる。[ 4 ]過臭素酸マグネシウムも溶液から結晶化して六水和物を形成し、これを加熱して無水物を得ることができ、さらに加熱すると酸化マグネシウム、臭素、酸素に分解する。[ 5 ]

酸化物とカルコゲニド

酸化マグネシウムは、いくつかのマグネシウム化合物の熱分解の最終生成物であり、通常は炭酸塩または水酸化物を燃焼させることによって製造されます。水酸化マグネシウムは強電解質であり、可溶性マグネシウム塩と水酸化ナトリウムの反応によって得られます。酸化マグネシウムと同様に、空気中に置くと塩基性炭酸塩を生成します。[ 3 ]硫化マグネシウムは、マグネシウムと硫化水素の反応、または硫酸マグネシウムと二硫化炭素の高温での反応によって生成されます。 [ 6 ]

Mg + H 2 S → MgS + H 2
3 MgSO 4 + 4 CS 2 → 3 MgS + 4 COS + 4 SO 2

マグネシウムは加水分解されてMg(HS) 2となり、さらに高温で加水分解されてMg(OH) 2となる。マグネシウム水硫化物溶液は、硫化水素と酸化マグネシウムを懸濁液中で反応させることによっても調製できる。[ 7 ]マグネシウム多硫化物は、マグネシウム硫黄電池において研究されている。[ 8 ]セレン化マグネシウムはセレン化亜鉛よりも反応性が高く、湿った空気中で分解する。[ 9 ]テルル化マグネシウムとセレン化マグネシウムの性質は似ている。[ 10 ]

有機化合物

グリニャール試薬

グリニャール試薬の名前は、発見したフランスの化学者ヴィクトール・グリニャールに由来しています。このタイプの有機マグネシウム化合物は、一般式R–Mg–Xで表されます。ここで、Rは炭化水素基、Xはハロゲンです。通常、溶媒分子に配位します。グリニャール試薬は、溶媒中でマグネシウムとハロゲン化炭化水素を反応させることで得られます。マグネシウムの表面には酸化膜があるため、反応を促進するためにヨウ素が一般的に添加されます。[ 3 ]グリニャール試薬は、有機合成において炭素鎖を延長するために一般的に使用されます。 [ 11 ]

ジヒドロカルビルマグネシウム

ジヒドロカルビルマグネシウムは、R–Mg–R'を持つ有機化合物で、ジヒドロカルビル水銀とマグネシウムの反応によって生成されます。[ 12 ]その反応性はグリニャール試薬と似ており、酸素、水、アンモニアと反応します。[ 13 ]

マグネシウムアントラセンは、テトラヒドロフラン中でのマグネシウムとアントラセンの反応から得られる生成物であり、これを使ってC14H102−カルボアニオンを生成し、これが求電子剤と反応して水素アントラセンのジ誘導体を得ることができる。[ 14 ]

アプリケーション

マグネシウム化合物、主に酸化マグネシウム（MgO）は、鉄鋼、非鉄金属、ガラス、セメントの製造における炉のライニングの耐火材として使用されます。酸化マグネシウムおよびその他のマグネシウム化合物は、農業、化学、建設業界でも使用されています。焼成された酸化マグネシウムは、耐火ケーブルの電気絶縁体として使用されます。[ 15 ]その他の用途としては、以下のものがあります。

関連項目

参考文献

  1. ^エゴン・ヴィーベルグ、ハインツ・ゲルツァー、リチャード・バウアー (1951). 「元素からのマグネシウム水素化物の合成」(PDF) . Zeitschrift für Naturforschung B. 6b : 394. 2020年9月20日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2021年12月6日閲覧
  2. ^マコーリフ, TR (1980).水素とエネルギー（イラスト入り）. シュプリンガー. p. 65. ISBN 978-1-349-02635-72022年3月25日にオリジナルからアーカイブ。2021年12月6日閲覧65ページの抜粋2021年12月6日Wayback Machineにアーカイブ
  3. ^ a b c d e無机化学书。 第二卷。 铍碱土金属硼铝镓分族。 科学出版社。 154ページ
  4. ^ Chakraborti, Asit K.; Chankeshwara, Sunay V. (2009-03-15)、「過塩素酸マグネシウム」、有機合成試薬百科事典、チチェスター、英国：John Wiley & Sons, Ltd、doi：10.1002/047084289x.rn01002、ISBN 978-0471936237
  5. ^ Isupov, VK; Gavrilov, VV; Kirin, IS. マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウム過臭素酸塩の熱分解（ロシア語） . Zhurnal Neorganicheskoi Khimii , 1977. 22 (9): 2592-2594. ISSN 0044-457X . 
  6. ^マリアンヌ・ボードラー (1978)。Handbuch der präparativen anorganischen Chemie Bd. 2. / ウンター・ミタルブ。 von M. Baudler ... (3.、umgearb. Aufl ed.)。シュトゥットガルト。ISBN 978-3-432-87813-3 OCLC  310719490{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所の発行元が見つかりません (リンク)
  7. ^エドワード・ダイバーズ、清津哲吉 (1884). 「LVII. マグネシウム水硫化物溶液、および化学法廷における硫化水素源としてのその使用」 . Journal of the Chemical Society, Transactions . 45 : 699–702 . doi : 10.1039/CT8844500699 . ISSN 0368-1645 . 2021年12月10日閲覧 
  8. ^ディヴヤマハラクシュミ・ムトゥラージ;マドゥ・パンディ。ムラリ・クリシュナ。アルナブ・ゴーシュ。ラジャ・セン。プリヤ・ジョハリ。サーガル・ミトラ（2021年2月）。「多硫化マグネシウム陰極液 (MgSx): マグネシウム硫黄電池用途のための合成、電気化学および計算による研究」。電源ジャーナル。486 229326。Bibcode : 2021JPS...48629326M。土井: 10.1016/j.jpowsour.2020.229326。S2CID 233781012 。2021年12月10日閲覧。 
  9. ^モーザー、L.;博士、E. 金属セレン化物からのセレン化水素の調製。 Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie、1921. 118: 284-292。 ISSN 0044-2313。 
  10. ^モーザー、L.; Ertl, K. 金属テルル化物からのテルル化水素の調製。有機化学とアルゲマイネの時代、1921. 118: 269-283。 ISSN 0044-2313。 
  11. ^ヘンリー・ギルマンとRHカービー (1941). 「酪酸、α-メチル-」 .有機合成;集成第1巻、361ページ。
  12. ^宋礼成，王佰全. 金属有机化学原理及应用. 高等教育出版社, 2012.10. pp 104-118. 镁有机化合物. ISBN 978-7-04-035161-3
  13. ^ Schlenk、Wilh、Jr. マグネシウムジアルキルおよびマグネシウムジアリール。 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft [Abtailung] B: Abhandlungen、1931. 64B: 736-739。 ISSN 0365-9488。 
  14. ^ Borislav Bogdanovic (1988-07-01). 「マグネシウムアントラセン系とその合成および触媒への応用」 . Accounts of Chemical Research . 21 (7): 261– 267. doi : 10.1021/ar00151a002 . ISSN 0001-4842 . 2021年12月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年12月10日閲覧。 
  15. ^リンズリー、トレバー (2011). 「導体と絶縁体の特性」.電気設備工事基礎. テイラー＆フランシス. p. 362. ISBN 978-0080966281。

外部参考文献

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