لماذا يحترق بضوء بهذه الشدة؟
يطلق احتراق المغنسيوم 602 كيلوجول لكل مول من الأكسيد المتكوّن ويبلغ حرارات تقارب 3100 °م. وعند تلك الحرارة يبعث أكسيد المغنسيوم الصلب المنتَج إشعاعًا حراريًّا شديدًا في الطيف المرئي كله.
وهذا الانبعاث هو ما يجعل اللهب بهذا السطوع. وليس لون خط، كما في اختبار اللهب، بل متصل يقارب متصل جسم أسود بالغ الحرارة، بطيف غنيّ بفوق البنفسجي القريب.
ولهذا كان مسحوق المغنسيوم فلاش التصوير عقودًا، من 1880 حتى ظهور مصباح الفلاش. فالضوء كان أبيض وغزيرًا وبطيف يؤثر تأثيرًا حسنًا في مستحلبات ذلك العصر.
⚠️ ولا يُطفأ حريق المغنسيوم بالوسائل المعتادة. فمع الماء يكون التفاعل:
Mg + H₂O → MgO + H₂ويشتعل الهيدروجين المتحرر بدوره. ومع ثاني أكسيد الكربون يحدث ما يشبهه: ينتزع المغنسيوم أكسجينه ويترك كربونًا حرًّا، فيزيد مطفأة CO₂ الأمر سوءًا. وتُستعمل عوامل من الفئة D، أساسها كلوريد الصوديوم أو الغرافيت، وتعمل بالخنق الفيزيائي.
والنظر مباشرةً إلى لهب المغنسيوم يضرّ الشبكية بمكوّنه فوق البنفسجي.
ماذا يفعل في قلب اليخضور؟
اليخضور بورفيرين: حلقة كبيرة مستوية بأربعة نيتروجينات تتجه إلى المركز. ويستقبل ذلك التجويف أيونًا فلزيًّا، وهو في اليخضور مغنسيوم.
والاختيار ليس اعتباطيًّا. فأيون Mg²⁺ بالحجم المناسب ليدخل دون أن يشوّه الحلقة، ولا يملك إلكترونات d فلا يُدخل حالات إلكترونية خاصة تنافس حالات الحلقة الكبيرة، وشحنته تُصلّب البنية.
وهذا التصلّب مهمّ. فالجزيء المرن يبدد الطاقة الممتصة اهتزازًا؛ والصلب يحفظها زمنًا يكفي لنقلها إلى مركز التفاعل الضوئي. ويمتص اليخضور في الأحمر قرب 660 نانومتر وفي الأزرق قرب 430، ويعكس الأخضر: ومن هنا لون النبات.
والهندسة نفسها، بحديد بدل مغنسيوم، هي مجموعة الهيم في الهيموغلوبين. فالحديد يملك إلكترونات d، وهذا الفارق يتيح له ربط الأكسجين ربطًا عكوسًا، وهو بالضبط ما يجب ألّا يفعله اليخضور.
ونقص المغنسيوم في التربة ينتج الاصفرار: فتصفرّ الأوراق بين العروق لأن النبات لا يستطيع تخليق يخضور كافٍ.
لماذا يُستعمل في السبائك الخفيفة؟
بسبب الكثافة. فبـ1.738 غ/سم³ يكون المغنسيوم أخفّ من الألومنيوم بنسبة 35 % وأخفّ من الفولاذ بأربع مرات ونصف. وهو أقلّ الفلزات الإنشائية كثافة على الإطلاق.
والمغنسيوم النقي طريّ ونشط أكثر مما يسمح به الاستعمال الإنشائي، فيُسبك. وأشيع السلاسل تضيف ألومنيوم وزنكًا: فالسبيكة AZ91، بـ9 % ألومنيوم و1 % زنك، هي الأكثر استعمالًا في الصب بالضغط.
وتُستعمل في هياكل الكاميرات والحواسيب المحمولة، وفي مقاود السيارات ومقاعدها، وفي علب نقل الحركة، وفي مكوّنات الطيران. والميزة ليست الوزن فحسب بل القدرة على تخميد الاهتزازات، وفيها يتفوق على الألومنيوم.
والقيدان اثنان. فمقاومة التآكل متوسطة، لا سيما بوجود أملاح، وهو ما يوجب طلاءات. وللمغنسيوم بنية بلورية سداسية متراصة بأنظمة انزلاق قليلة، ما يصعّب تشكيله على البارد؛ ويُشغَّل عادةً على الساخن.
⚠️ وخطر الحريق في قطعة صلبة منخفض — إذ يلزم بلوغ نقطة الانصهار، 650 °م — لكن نُشارة التشغيل ومسحوقه خطران بالفعل.
كيف يُستحصل؟
بطريقتين، اقتصادهما مختلف جدًّا.
الطريق الكهربائي ينطلق من ماء البحر. فالمحيط يحوي نحو 1.3 غرام مغنسيوم لكل لتر، والاحتياطي غير محدود عمليًّا. يُضاف الجير المطفأ لترسيب هيدروكسيد المغنسيوم، ويُرشَّح، ويُحوَّل إلى كلوريد بحمض الهيدروكلوريك، ويُحلَّل الكلوريد المنصهر كهربائيًّا عند نحو 700 °م.
وكان هذا الطريق المهيمن خلال القرن العشرين، خصوصًا في الولايات المتحدة والنرويج، وهو كثيف الاستهلاك للكهرباء.
أما الطريق الحراري، المسمى طريقة بيدجن، فينطلق من الدولوميت، وهو كربونات مزدوجة للكالسيوم والمغنسيوم. يُكلّس ويُخلط بحديد السيليكون ويُسخَّن في الخلاء عند نحو 1200 °م؛ فيُختزل المغنسيوم ويتقطر بخارًا يتكثف على حدة.
وتستهلك طريقة بيدجن طاقة حرارية أكبر وكهرباء أقل وتتطلب استثمارًا أوليًّا أدنى. وقد اعتمدتها الصين على نطاق واسع وتنتج اليوم نحو 85 % من مغنسيوم العالم.
ما دوره في الجسم؟
هو رابع أوفر الكاتيونات في جسم الإنسان وثانيها داخل الخلية، بعد البوتاسيوم.
ووظيفته المركزية مرافقة ATP. فلجزيء ثلاثي فوسفات الأدينوزين سلسلة من ثلاثة فوسفات بشحنات سالبة تتنافر؛ ويرتبط أيون المغنسيوم بها فيعادل جزءًا من تلك الشحنة. وكل الإنزيمات التي تستعمل ATP تعمل في الحقيقة بمعقّد Mg-ATP.
ويشارك أيضًا في تخليق البروتين، وفي تضاعف الحمض النووي، وفي تقلص العضلات، وفي التوصيل العصبي حيث ينافس الكالسيوم.
ويحوي البالغ نحو 25 غرامًا، أكثر من نصفها في العظم. والمدخول الموصى به نحو 300-400 ملغ يوميًّا، مصدره المكسرات والبقوليات والحبوب الكاملة والخضر الورقية الخضراء، التي مغنسيومها بالضبط في اليخضور.
ويسبب نقصه تقلصات وعدم انتظام ضربات القلب وتعبًا. وكبريتات المغنسيوم وريديًّا هي علاج الاختيار في تسمم الحمل، وهو من أرسخ دواعي الاستعمال في صيدلة التوليد.