Tabla periódica

Magnesio (Mg)

Howard Birdsong Compilado a partir de fuentes primarias IUPAC, NIST y PubChem

El magnesio es el elemento 12, de símbolo Mg, configuración electrónica [Ne] 3s² y masa atómica estándar comprendida entre 24,304 y 24,307 u. Con una densidad de 1,738 g/cm³ es el más ligero de los metales estructurales, un 35 % menos denso que el aluminio.

¿Por qué arde con una luz tan intensa?

La combustión del magnesio libera 602 kJ por mol de óxido formado y alcanza temperaturas cercanas a los 3 100 °C. A esa temperatura, el óxido de magnesio sólido que se produce emite radiación térmica intensa en todo el espectro visible.

Esa emisión es lo que hace la llama tan brillante. No es un color de línea, como en un ensayo a la llama, sino un continuo próximo al de un cuerpo negro muy caliente, con un espectro rico en ultravioleta cercano.

Por eso el polvo de magnesio fue el flash de la fotografía durante décadas, desde 1880 hasta la aparición de la bombilla de flash. La luz era blanca, abundante y de un espectro que impresionaba bien las emulsiones de la época.

⚠️ Un fuego de magnesio no se apaga con los medios habituales. Con agua, la reacción es:

Mg + H₂O  →  MgO + H₂

El hidrógeno liberado arde a su vez. Con dióxido de carbono ocurre algo análogo: el magnesio le arranca el oxígeno y deja carbono libre, de modo que un extintor de CO₂ empeora la situación. Se emplean agentes de clase D, a base de cloruro sódico o de grafito, que actúan por sofocación física.

Mirar directamente una llama de magnesio daña la retina por su componente ultravioleta.

¿Qué hace en el centro de la clorofila?

La clorofila es una porfirina: un macrociclo plano con cuatro nitrógenos apuntando hacia el centro. Ese hueco aloja un ion metálico, y en la clorofila es magnesio.

La elección no es arbitraria. El Mg²⁺ tiene el tamaño adecuado para encajar sin deformar el anillo, carece de electrones d y por tanto no introduce estados electrónicos propios que compitan con los del macrociclo, y su carga rigidiza la estructura.

Esa rigidez importa. Una molécula flexible disipa la energía absorbida en vibraciones; una rígida la conserva el tiempo suficiente para transferirla al centro de reacción fotosintético. La clorofila absorbe en el rojo hacia 660 nm y en el azul hacia 430, y refleja el verde: de ahí el color de las plantas.

La misma arquitectura, con hierro en lugar de magnesio, es el grupo hemo de la hemoglobina. El hierro sí tiene electrones d, y esa diferencia le permite unir oxígeno de forma reversible, que es exactamente lo que la clorofila no debe hacer.

La deficiencia de magnesio en el suelo produce clorosis: las hojas amarillean entre los nervios porque la planta no puede sintetizar clorofila suficiente.

¿Por qué se usa en aleaciones ligeras?

Por la densidad. Con 1,738 g/cm³, el magnesio es un 35 % más ligero que el aluminio y cuatro veces y media más ligero que el acero. Es el metal estructural menos denso que existe.

El magnesio puro es demasiado blando y demasiado reactivo para uso estructural, de modo que se alea. Las series más comunes añaden aluminio y zinc: la aleación AZ91, con un 9 % de aluminio y un 1 % de zinc, es la más usada en fundición a presión.

Se emplea en carcasas de cámaras y de ordenadores portátiles, en volantes y asientos de automóvil, en cajas de transmisión y en componentes de aeronáutica. La ventaja no es solo el peso sino la capacidad de amortiguar vibraciones, en la que supera al aluminio.

Las limitaciones son dos. La resistencia a la corrosión es mediocre, sobre todo en presencia de sales, lo que obliga a recubrimientos. Y el magnesio tiene una estructura cristalina hexagonal compacta con pocos sistemas de deslizamiento, lo que lo hace difícil de conformar en frío; suele trabajarse en caliente.

⚠️ El riesgo de incendio en pieza maciza es bajo —hace falta llegar al punto de fusión, 650 °C—, pero las virutas y el polvo del mecanizado sí son peligrosos.

¿Cómo se obtiene?

De dos maneras, con economías muy distintas.

La vía electrolítica parte del agua de mar. El océano contiene unos 1,3 gramos de magnesio por litro, y la reserva es a efectos prácticos ilimitada. Se añade cal apagada para precipitar hidróxido de magnesio, se filtra, se convierte en cloruro con ácido clorhídrico y se electroliza el cloruro fundido a unos 700 °C.

Esta fue la ruta dominante durante el siglo XX, sobre todo en Estados Unidos y Noruega, y es intensiva en electricidad.

La vía térmica, llamada proceso Pidgeon, parte de la dolomita, un carbonato doble de calcio y magnesio. Se calcina, se mezcla con ferrosilicio y se calienta al vacío a unos 1 200 °C; el magnesio se reduce y destila como vapor, que se condensa aparte.

El proceso Pidgeon consume más energía térmica pero menos electricidad y requiere menos inversión inicial. China lo adoptó a gran escala y produce hoy alrededor del 85 % del magnesio mundial.

¿Qué papel tiene en el organismo?

Es el cuarto catión más abundante del cuerpo humano y el segundo dentro de las células, tras el potasio.

Su función central es acompañar al ATP. La molécula de trifosfato de adenosina tiene una cadena de tres fosfatos con carga negativa que se repelen entre sí; el ion magnesio se une a ella y neutraliza parte de esa carga. Prácticamente todas las enzimas que usan ATP trabajan en realidad con el complejo Mg-ATP.

Participa además en la síntesis de proteínas, en la replicación del ADN, en la contracción muscular y en la conducción nerviosa, donde compite con el calcio.

Un adulto contiene unos 25 gramos, más de la mitad en el hueso. La ingesta recomendada ronda los 300-400 mg diarios, procedentes de frutos secos, legumbres, cereales integrales y verduras de hoja verde, cuyo magnesio está precisamente en la clorofila.

La deficiencia produce calambres, arritmias y fatiga. El sulfato de magnesio intravenoso es el tratamiento de elección en la eclampsia del embarazo, una de las indicaciones más firmemente establecidas de la farmacología obstétrica.

Datos esenciales

Z
12
Atomic weight
24.305 u
Category
metal alcalinotérreo
State at 298 K
Solid
Occurrence
primordial
Discovered
1755
CAS
7439-95-4

Propiedades medidas

PropertyValueSource
Electronegativity 1.31 National Center for Biotechnology Information (NIH)
Melting point 923 K National Center for Biotechnology Information (NIH)
Boiling point 1,363 K National Center for Biotechnology Information (NIH)
Density stp 1.74 g/cm³ National Center for Biotechnology Information (NIH)
Atomic radius empirical 173 pm National Center for Biotechnology Information (NIH)
Ionization energy 1st 737.7 kJ/mol National Center for Biotechnology Information (NIH)

Configuración electrónica

2 8 2 Mg
Noble gas notation
[Ne] 3s²
Full notation
1s² 2s² 2p⁶ 3s²
Electrons per shell
2, 8, 2

Isótopos

Preguntas frecuentes

¿Por qué no se apaga con agua un fuego de magnesio?

Porque el magnesio ardiendo reacciona con el agua y la descompone. A la temperatura de la llama, cercana a los 3 100 °C, el magnesio arranca el oxígeno de la molécula de agua y libera hidrógeno, que a su vez arde. Echar agua alimenta el fuego en vez de sofocarlo. Tampoco sirve el dióxido de carbono, que el magnesio también descompone. Se apaga con arena seca o con extintores de clase D.

¿Qué papel tiene el magnesio en la clorofila?

Ocupa el centro del anillo de porfirina, coordinado por cuatro átomos de nitrógeno. Su presencia rigidiza la molécula y ajusta sus niveles electrónicos de modo que absorba luz roja y azul y refleje la verde. Sin el magnesio central, la molécula no transferiría la energía absorbida a la cadena fotosintética. El átomo es idéntico en función al hierro de la hemoglobina, que ocupa una posición equivalente en una estructura emparentada.

¿De dónde se extrae el magnesio?

Sobre todo del agua de mar y de salmueras, donde está disuelto como ion Mg²⁺ en concentración de unos 1,3 gramos por litro. Se precipita con cal como hidróxido, se convierte en cloruro y se electroliza. También se obtiene de la dolomita mediante reducción con ferrosilicio a alta temperatura, el proceso Pidgeon, que domina la producción china.

¿Para qué sirve el magnesio en el cuerpo?

Es cofactor de más de trescientas enzimas, incluidas todas las que manejan ATP: la molécula de ATP funciona biológicamente como complejo con magnesio. Interviene en la contracción muscular, la transmisión nerviosa y la síntesis de proteínas. Un adulto contiene unos 25 gramos, más de la mitad en los huesos.

Fuentes