Mh элемент химический: Никель-металлгидридные аккумуляторы / Хабр

Никель металл — гидридные батареи , сокращенно NiMH или NiMH , представляет собой тип аккумуляторной батареи . Химической реакции на положительном электроде подобен тому из никель-кадмиевой клетки (NiCd), и с использованием гидроксида оксида никеля (NiOOH). Тем не менее, отрицательные электроды используют водородпоглощающий сплав вместо кадмия . Батарея NiMH может иметь два-три раза больше мощности эквивалентного размера NiCd , и его плотность энергии может подойти , что из литий-ионной батареи .

история

1. Положительный полюс
2. Наружный металлический корпус (также отрицательный вывод)
3. Положительный электрод
4. Отрицательный электрод с коллектором тока (металлическая сетка, связанная с металлическим корпусом)
5. Сепаратор (между электродами)

Работа на никель — металлгидридных аккумуляторов начались в Battelle Research Center -Женева Ниже изобретение этой технологии в 1967 г. Она была основана на спеченного Ti ₂ Ni + TiNi + х сплавов и NiOOH электродов. Разработка была организована в течение почти двух десятилетий Daimler-Benz и по Volkswagen AG в Deutsche Automobilgesellschaft, в настоящее время дочерняя компания Daimler AG . Удельная энергия батарейки достигала 50 Вт · ч / кг (180 кДж / кг), плотность мощности до 1000 Вт / кг и жизни 500 циклов зарядки (при 100% глубине разряда ). Патентные заявки были поданы в европейских странах (приоритет: Швейцария), Соединенных Штатов Америки и Японии. Патенты переданы в Daimler-Benz.

Интерес вырос в 1970 — е годы с коммерциализацией батареи никель-водородного для спутниковых применений. Гидридные технологии обещали альтернативный, менее громоздкий способ хранения водорода. Исследования , проведенные Philips Laboratories и Франция CNRS разработали новые высокоэнергетические гибридные сплавы , включающие редкоземельные металлы для отрицательного электрода. Тем не менее, они страдали от нестабильности сплава в щелочном электролите и , следовательно , недостаточной продолжительности цикла. В 1987 году , Виллемс и Buschow продемонстрировал успешную батарею на основе этого подхода ( с использованием смеси La _0,8 Nd _0,2 Ni _2,5 Co _2,4 Si _0,1 ), который удерживал 84% своего заряда емкости после 4000 циклов заряда-разряда. Более экономически жизнеспособные сплавы с использованием Mischmetal вместо лантана вскоре были разработаны. Современные клетки NiMH были основаны на этой конструкции. В первом потребительского класса никель — металлогидридные клетки стали коммерчески доступны в 1989 году.

В 1998 году Овоник Battery Co. улучшили структуру сплава Ti-Ni и состав и запатентовал свои инновации.

В 2008 году более двух миллионов гибридных автомобилей по всему миру, были изготовлены с батареями NiMH.

В Европейском Союзе и в связи с его Directive батареи , гидридные аккумуляторы никель металл заменили батареи Ni-Cd для портативного использования потребителем.

Около 22% портативных аккумуляторов , продаваемых в Японии в 2010 году NiMH. В Швейцарии в 2009 году, эквивалентная статистика составляла примерно 60%. Этот процент упал с течением времени за счет увеличения производства литий-ионных батарей: в 2000 году, почти половина всех портативных аккумуляторных батарей , продаваемых в Японии были NiMH.

В 2015 году BASF выпустила модифицированную микроструктуру , которая помогла сделать NiMH батареи более долговечны, в свою очередь , позволяя изменения в конструкции электролизера, спасшего значительный вес, что позволяет гравиметрической плотности энергии , чтобы достичь 140 ватт-часов на килограмм.

электрохимия

Отрицательная реакция электрода происходит в клетке NiMH является

Н ₂ О + М + е ^— ⇌ ОН ^— + МН

Реакционная заряд считывается слева направо, и реакция разряда читается справа налево.

На положительном электроде, никель Оксигидроксид, NiO (OH), формируется:

Ni (OH) ₂ + ОН ^— ⇌ NiO (OH) + H ₂ O + е ^—

Металл М в отрицательном электроде ячейки NiMH представляет собой интерметаллическое соединение. Много различных соединений, были разработаны для этого приложения, но те , используемых в настоящее время делятся на два класса. Наиболее распространенным является АВ ₅ , где А представляет собой редкоземельный смесь лантана , церия , неодима , празеодима , и В является никель , кобальт , марганец или алюминий . Некоторые клетки используют большей емкости отрицательных электродов материалов на основе АВ ₂ соединения, где А представляет собой титан или ванадий , и В является цирконием или никель, модифицированный хрома , кобальта, железа , или марганца. Любой из этих соединений служит ту же роль, обратимо образованием смеси гидрида металла соединений.

При перегружен при низких скоростях, кислород, производимый на положительном электроде проходит через сепаратор и рекомбинирует на поверхности отрицательно. Эволюция водорода подавляется, и зарядный энергия преобразуется в тепло. Этот процесс позволяет NiMH клетки остаются запечатанными в нормальном режиме работы и быть в техническом обслуживании.

NiMH клетки имеют щелочной электролит , как правило , гидроксид калия . Положительный электрод представляет собой гидроксид никеля, а отрицательный электрод является ионы водорода, или протоны. Ионы водорода сохраняются в структуре металл-гидрид , который является электрод. Гидрофильные полиолефиновые нетканые материалы используются для разделения.

Биполярная батарея

Ni / MH батарея биполярной конструкции (биполярные батареи) разрабатывается, потому что они предлагают некоторые преимущества для применения в качестве систем хранения для электрических транспортных средств. Твердый полимер мембранный сепаратор гель может быть полезным для таких применений в биполярной конструкции. Другими словами, эта конструкция может помочь избежать коротких замыканий, возникающих в системах жидкого электролита.

Обвинять

Зарядное напряжение находится в диапазоне 1,4-1,6 V на клетку. В общем, способ зарядки постоянного напряжения не может быть использован для автоматической зарядки. При быстрой зарядке рекомендуется заряжать клетки NiMH с помощью смарт — зарядного устройства , чтобы избежать перегрузок , которые могут привести к повреждению клеток.

капельной зарядки

Самый простой из безопасных методов зарядки является с фиксированным низким током, с или без таймера. Большинство производители утверждают , что перезарядка является безопасной при очень низких токах, ниже 0,1  C ( C / 10) (где С является текущим эквивалентной емкостью батареи , разделенной на один час). Зарядки руководство Panasonic NiMH предупреждает , что избыточный заряд достаточно долго , может повредить батарею и предлагает ограничить общее время зарядки до 10-20 часов.

Duracell предлагает далее струйка заряд на C / 300 может использоваться для батарей , которые должны храниться в полностью заряженном состоянии. Некоторые зарядные устройства делают это после цикла зарядки, чтобы компенсировать естественный саморазряд. Аналогичный подход предложен Energizer, что свидетельствует о том , что сам-катализ может рекомбинировать газ , образованный на электродах для скоростей заряда до С / 10. Это приводит к клеточному нагреву. Компания рекомендует C / 30 или C / 40 для неопределенных применений , где длинная жизнь важна. Это подход в чрезвычайном освещении, где конструкция остается по существу такими же , как и в старых единицах NiCd, для увеличения просачивания зарядки значения резистора исключения.

Руководство компании Panasonic рекомендует NiMH батареи в режиме ожидания заряжаться от нижнего рабочего цикла подхода, где импульс большего тока используется всякий раз , когда напряжение аккумулятора падает ниже 1,3 В. Это может продлить срок службы батареи и использовать меньше энергии.

Δ V Способ зарядки

Для того, чтобы предотвратить повреждение клеток, быстродействующие зарядные устройства должны прекратить их заряд цикл до возникновения перезаряда. Один из способов заключается в наблюдении за изменением напряжения со временем. Когда батарея полностью заряжена, напряжение на его зажимах падает незначительно. Зарядное устройство может обнаружить это и прекратить зарядку. Этот метод часто используется с никель-кадмиевых элементов, которые показывают большое падение напряжения на полном заряде. Однако, падение напряжения значительно менее выражены для никель-металлогидридных и может быть несуществующим при низких скоростях заряда, который может сделать подход ненадежен.

Другой вариант заключается в наблюдении за изменением напряжения по отношению ко времени и останавливается , когда это становится равным нулю, но это риск преждевременных обрезаний. С помощью этого метода, гораздо более высокий уровень зарядки может быть использован , чем с малым током заряда до 1  C . При такой скорости заряда, Panasonic рекомендует прекратить зарядку , когда напряжение падает на 5-10 мВ на ячейку от пикового напряжения. Так как этот метод измеряет напряжение на батарею, используется постоянный ток (а не постоянное напряжение) цепи зарядки.

Δ Т Способ зарядки

Температурный метод замены аналогичен в принципе Δ V метода. Так как напряжение заряда близка к постоянной, постоянного тока зарядки подает энергию на почти постоянной скоростью. Когда клетка не полностью заряжен, большая часть этой энергии преобразуется в химическую энергию. Однако, когда клетка достигает полного заряда, большая часть заряда энергии преобразуется в тепло. Это увеличивает скорость изменения температуры аккумулятора, который может быть обнаружен с помощью датчика , таких как термистор . Оба Panasonic и Duracell предлагают максимальную скорость повышения температуры на 1 ° С в минуту. Использование датчика температуры позволяет абсолютную температуру среза, которая Duracell предполагает при 60 ° C. С как Δ Т и Δ V методы зарядки, оба производители рекомендуют дополнительный период зарядку струйки , чтобы следовать за начальную быструю зарядкой.

безопасности

Сбрасываемый предохранитель последовательно с клеткой, в частности , из биметаллической полосы типа, повышает безопасность. Этот предохранитель открывается , если либо ток или температура становится слишком высокой.

Современные клетки NiMH содержат катализаторы для обработки газов , полученных в результате чрезмерной зарядки ( ). Тем не менее, это работает только с перезаряда токи до 0,1  С (то есть, номинальная мощность делится на десять часов). Эта реакция приводит батарею к теплу, окончание процесса зарядки. 2 ЧАС 2 + О 2 → катализатор 2 ЧАС 2 О {\ Displaystyle {\ се {} {2Н2 + О2 -> [{\ текст {катализатора}}] 2h3O}}}

Способ очень быстрая зарядка называется контролем в ячейке заряда включает в себя внутренний датчик давления в камере, который отключает ток зарядки в случае избыточного давления.

Один неотъемлемый риск с никель-металлогидридных химии является то, что начислять вызывает газообразный водород с образованием потенциально разрывая клетки. Таким образом, клетки имеют вентиляционные отверстия, чтобы выпустить газ в случае серьезной переплаты.

Никель-металлогидридные аккумуляторы изготовлены из экологически чистых материалов. Батареи содержат только умеренно токсичные вещества и подлежат переработке.

Потеря мощности

Снижение напряжения (часто ошибочно относят к эффекту памяти) от многократного частичного разряда может произойти, но обратимо с несколькими полных циклов заряда / разряда.

разрядка

Полностью заряженный сотовый снабжает средний 1,25 В / элемент во время разряда, снижается примерно до 1,0-1,1 В / ячейку (далее разряд может привести к необратимому повреждению в случае нескольких сотовых пакетов, из — за изменения полярности). Под малой нагрузкой (0,5 ампер), начальная напряжение заряженную АА NiMH клетки в хорошем состоянии составляет около 1,4 вольт.

Чрезмерная разрядка

Полный сброс нескольких клеточных пакетов может вызвать обратную полярность в одной или нескольких клеток, которые могут привести к необратимому повреждению их. Такая ситуация может возникнуть в общем расположении четырех ячеек AA в серии в цифровой камере , где один полностью разряжается раньше остальные из — за различия в способности среди клеток. Когда это происходит, хорошие клетки начинают водить разряженную ячейку в обратную полярность (т.е. положительного анод / катод) отрицательный. Некоторые камеры, GPS приемники и КПК обнаружить безопасный конца-разрядного напряжения ячеек серии и выполнять автоматическое отключение, но такие устройства, как фонарики и некоторые игрушки не делают.

Необратимый ущерб от изменения полярности является особой опасностью, даже когда напряжение порога Вырез низким используется, когда клетки различаются по температуре. Это потому, что емкость значительно снижается, так как клетки охлаждают. Это приводит к более низкому напряжению под нагрузкой более холодных клеток.

Саморазгрузка

NiMH клетка исторически имела несколько более высокое саморазряжение скорости (эквивалент внутреннюю утечки) , чем клетки NiCd. Скорость саморазряда сильно зависит от температуры, где низкая температура хранения приводит к замедлению разряда и более длительному сроку службы батареи. Саморазряд 5-20% в первый день и стабилизирует около 0,5-4% в день при комнатной температуре . Но при 45 ° С , что примерно в три раза выше.

Низкий саморазряд

Саморазряда никель — металлгидридные батареи с низким ( LSD NiMH ) имеет значительно более низкую скорость саморазряда. Новшество было введено в 2005 году Sanyo , под их Eneloop брендом. С помощью усовершенствованного электрода сепаратора и улучшенный положительный электрод, производители утверждают , что клетки сохраняют 70-85% их вместимости при хранении одного года при температуре 20 ° C (68 ° F), по сравнению с примерно половину для нормальных батарей NiMH. Они иначе похожи на другие батареи NiMH и могут заряжаться в типичных зарядных устройствах NiMH. Эти клетки продаются как «гибрид», «готовые к употреблению» или «предварительно заряженный» аккумуляторы. Сохранение заряда зависит в значительной степени от сопротивления утечки батареи (чем выше , тем лучше), и на его физических размерах и мощности заряда.

Сепараторы держать два электрода друг от друга , чтобы замедлить электрический разряд, позволяя перенос ионных носителей заряда , которые закрывают схему при прохождении тока . Высококачественные сепараторы имеют решающее значение для производительности батареи.

Толстые сепараторы один способ уменьшить саморазряд, но занимает много места и уменьшить емкость, в то время как тонкие сепараторы , как правило, повышают скорость саморазряда. Некоторые батареи , возможно, преодолеть этот компромисс с использованием тонких сепараторов с более точного производства и при использовании сульфированного полиолефиновый разделитель, дополнительное улучшение по сравнению с гидрофильным полиолефин на основе этилена и винилового спирта .

Низкий саморазряд ячейки имеют меньшую емкость, чем стандартные ячейки NiMH из-за большего объема сепаратора. В низком саморазряде клетка АЫ высокой емкости имеет 2500 мАча, по сравнению с 2700 мАч для высокой емкости AA NiMH клеток.

По сравнению с другими типами батарей

Клетки NiMH часто используется в цифровых камерах и других устройствах с высоким энергопотреблением, где в течение срока использования одного заряда они превосходят первичные (например, щелочные батареи).

NiMH клетки являются предпочтительными для применения в сильноточном стоке, в основном из-за их более низкое внутреннее сопротивление. Типичные батарейки размера АА щелочные, которые предлагают примерно 2600 мАч при низком спросе тока (25 мА), обеспечивают только емкость 1300 мА · ч с нагрузкой 500 мА. Цифровые камеры с ЖК- и фонариков можно сделать более 1000 мА, быстро истощает их. NiMH клетки могут доставить эти уровни тока без подобной потери мощности.

Устройства, которые были разработаны для работы с использованием первичной щелочной химии (или цинк-углерод / хлорид) клетки не могут функционировать с клетками NiMH. Тем не менее, большинство устройств компенсировать падение напряжения щелочной батареи, как он разряжается до примерно 1 вольт. Низкое внутреннее сопротивление позволяет NiMH клетке поставить почти постоянное напряжение, пока они не будут почти полностью разряжены. Таким образом, индикаторы уровня батареи, предназначенные для чтения щелочных элементов завышать оставшийся заряд при использовании с клетками NiMH, так как напряжение щелочных элементов уменьшается постепенно в течение большей части цикла разрядки.

Литий-ионные батареи имеют более высокую удельную энергию , чем никель — металл — гидридных, но они значительно дороже. Они также производят более высокое напряжение (3.2-3.7V номинальная), и, таким образом , не является заменой для щелочных батарей без схемы , чтобы уменьшить напряжение.

В 2005 году гидридные батареи никель металла составляли три процента рынка батареи.

Приложения

Бытовая электроника

Никель — металлогидридные аккумуляторы заменили NiCd для многих ролей, особенно небольших аккумуляторных батарей. Никель — металлогидридные аккумуляторы , как правило , доступны в АА ( пальчиковые -размер) батареи. Они имеют номинальные мощности заряда ( C ) от 1.1-2.8 Ач при 1,2 В, измеренные при скорости , которая выбрасывает в клетку в течение 5 часов. Полезная пропускная способность является убывающей функцией скорости разряда, но до скорости около 1 × C (полный разряд в 1 час), это не существенно отличается от номинальной емкости. NiMH батарей номинально работают на 1,2 В на ячейку, несколько ниже , чем у обычных клеток 1,5 В, но может работать множество устройств , предназначенных для этого напряжения .

Электрические транспортные средства

Применение никель — металлогидридных батареи электрического транспортного средства включает в себя все-электрический штепсель в транспортных средствах , такие как General Motors EV1 , первое поколение Toyota RAV4 EV , Honda EV Plus , Ford Ranger EV и Vectrix скутер. Гибридные транспортные средства , такие как Toyota Prius , Honda Insight , Ford Escape Hybrid , Chevrolet Malibu Hybrid и Honda Civic Hybrid также использовать их.

Стэнфорд Р. Овшинский изобрел и запатентовал популярный улучшение батареи NiMH и основана Овоник батареи компании в 1982 году General Motors приобрел патент Ovonics’ в 1994 году в конце 1990 — х годов, никель — металлогидридные батареи были успешно использованы во многих полностью электрических транспортных средств, таких как General Motors EV1 и Dodge Caravan EPIC минивэн. В октябре 2000 года патент был продан Texaco , а через неделю Texaco была приобретена Chevron . Шеврон Cobasys дочерняя компания предоставляет эти батареи только для крупных OEM — заказов. General Motors закрыл производство EV1 , ссылаясь на отсутствие наличия батареи в качестве главного препятствия. Cobasys контроль никель — металлгидридные аккумуляторы создали патентные обременения для крупных автомобильных аккумуляторов NiMH.

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка

магния | Описание, свойства и составы

Магний (Mg) , химический элемент, один из щелочноземельных металлов группы 2 (IIa) периодической таблицы и самый легкий структурный металл. Его соединения широко используются в строительстве и медицине, а магний является одним из элементов, необходимых для всей клеточной жизни.

Британика Викторина

118 символов и названия периодической таблицы викторины

Kr

Возникновение, свойства и использование

Первоначально известный через соединения, такие как соли Эпсома (сульфат), магнезия или магнезия альба (оксид) и магнезит (карбонат), сам серебристо-белый элемент не встречается в природе свободным.Впервые он был выделен в 1808 году сэром Хэмфри Дэви, который выпарил ртуть из амальгамы магния, полученной путем электролиза смеси влажной магнезии и оксида ртути. Название магния происходит от Магнезии, района Фессалии (Греция), где впервые был найден минерал магнезия альба.

Магний является восьмым наиболее распространенным элементом в земной коре (около 2,5%) и после алюминия и железа является третьим по величине структурным металлом. Его космическое изобилие оценивается как 9.1 × 10 ⁵ атомов (в масштабе, где содержание кремния = 10 ⁶ атомов). Он встречается в виде карбонатов — магнезита, MgCO ₃ и доломита, CaMg (CO ₃ ) ₂ — и во многих распространенных силикатах, включая тальк, оливин и большинство видов асбеста. Он также обнаружен в виде гидроксида (брусит), хлорида (карналлит, KMgCl ₃ 6H ₂ O) и сульфата (кизерит). Он распределяется в минералах, таких как серпентин, хризолит и сусло. Морская вода содержит около 0.13 процентов магния, в основном в виде растворенного хлорида, что придает его характерный горький вкус.

Магний в промышленных масштабах получают электролизом расплавленного хлорида магния (MgCl ₂ ), обработанным в основном из морской воды и прямым восстановлением его соединений подходящими восстановителями, например, в результате реакции оксида магния или прокаленного доломита с ферросилицием ( Пиджин процесс). ( См. магниевая обработка.)

Когда-то магний использовался для фотографической вспышки ленты и порошка, потому что в тонко измельченном виде он горит на воздухе интенсивным белым светом; он все еще находит применение во взрывных и пиротехнических устройствах. Из-за его низкой плотности (всего две трети от алюминия) он нашел широкое применение в аэрокосмической промышленности. Однако, поскольку чистый металл имеет низкую структурную прочность, магний в основном используется в форме сплавов — главным образом с 10 или менее процентами алюминия, цинка и марганца — для улучшения его твердости, прочности на разрыв и способности к литью, сварке и обработано.Технологии литья, прокатки, экструзии и ковки все используются со сплавами, и дальнейшее изготовление получающегося листа, плиты или экструзии осуществляется с помощью нормальных операций формования, соединения и механической обработки. Магний является самым простым структурным металлом для обработки и часто используется, когда требуется большое количество операций обработки. Магниевые сплавы имеют ряд применений: они используются для деталей самолетов, космических аппаратов, машин, автомобилей, портативных инструментов и бытовой техники.

Тепловая и электрическая проводимость магния и его температура плавления очень похожи на алюминиевые. Принимая во внимание, что алюминий подвергается воздействию щелочей, но устойчив к большинству кислот, магний устойчив к большинству щелочей, но большинство кислот легко атакует его с целью выделения водорода (хромовые и фтористоводородные кислоты являются важными исключениями). При нормальной температуре он стабилен в воздухе и воде из-за образования тонкой защитной оболочки из оксида, но подвергается воздействию пара.Магний является мощным восстановителем и используется для производства других металлов из их соединений (например, титана, циркония и гафния). Он реагирует напрямую со многими элементами.

Магний встречается в природе в виде смеси трех изотопов: магния-24 (79,0 процента), магния-26 (11,0 процента) и магния-25 (10,0 процента). Было подготовлено 19 радиоактивных изотопов; Магний-28 имеет самый длинный период полураспада, 20,9 часа, и является бета-излучателем. Хотя магний-26 не радиоактивен, это дочерний нуклид алюминия-26, период полураспада которого равен 7.2 × 10 ⁵ лет. Повышенные уровни магния-26 были обнаружены в некоторых метеоритах, и отношение магния-26 к магнию-24 использовалось при определении их возраста.

Крупнейшими производителями магния во втором десятилетии XXI века стали Китай, Россия, Турция и Австрия.

Основные соединения

В соединениях магний практически всегда имеет степень окисления +2 из-за потери или совместного использования двух 3 с электронов.Однако существует небольшое количество координационных соединений, известных с магниево-магниевыми связями, LMg ― MgL, в которых магниевые центры имеют формальную степень окисления +1. Карбонат магния MgCO ₃ встречается в природе как минеральный магнезит и является важным источником элементарного магния. Его можно получить искусственно путем воздействия углекислого газа на различные соединения магния. Белый порошок без запаха имеет множество промышленных применений, например, в качестве теплоизолятора для котлов и труб, а также в качестве добавки в пищевой, фармацевтической, косметической, резиновой, чернильной и стеклянной промышленности.Поскольку карбонат магния является гигроскопичным и нерастворимым в воде, это была оригинальная добавка, используемая для придания столовой соли сыпучести даже в условиях высокой влажности.

Гидроксид магния Mg (OH) ₂ представляет собой белый порошок, производимый в больших количествах из морской воды путем добавления известкового молока (гидроксид кальция). Он является основным сырьем для производства металлического магния и используется в качестве огнезащитной добавки.В воде он образует суспензию, известную как магнезиальное молоко, которая долгое время использовалась в качестве антацида и слабительного.

В результате воздействия соляной кислоты на гидроксид магния образуется хлорид магния, MgCl ₂ , бесцветное, растекающееся (водопоглощающее) вещество, используемое в производстве металлического магния, при производстве цемента для напольных покрытий с высокой нагрузкой и в качестве добавки. в текстильном производстве. Он также используется для коагуляции соевого молока при производстве тофу.

Обжиг карбоната магния или гидроксида магния приводит к образованию кислородного соединения оксида магния, обычно называемого магнезия, MgO.Это белое твердое вещество, используемое в производстве высокотемпературных огнеупорных кирпичей, электрических и тепловых изоляторов, цементов, удобрений, резины и пластмасс. Это также используется в медицине как слабительное и антацидное средство.

Сульфат магния, MgSO ₄ , представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, образующееся в результате реакции гидроксида магния с диоксидом серы и воздухом. В качестве месторождения полезных ископаемых встречается гидратная форма сульфата магния, называемая кизеритом, MgSO ₄ ∙ H ₂ O.Синтетически приготовленный сульфат магния продается в виде соли Эпсома, MgSO ₄ 7H ₂ О. В промышленности сульфат магния используется при производстве цементов и удобрений, а также при дублении и окрашивании; в медицине он служит слабительным средством. Благодаря своей способности легко впитывать воду, безводная форма используется в качестве осушителя (осушителя).

Среди металлоорганических соединений магния есть важные реактивы Гриньяра, состоящие из органической группы (например, алкилов и арилов), атома галогена, отличного от фтора, и магния.Они используются в производстве многих других видов органических и металлоорганических соединений.

Магний необходим для всех живых клеток, так как ион Mg ²⁺ связан с критически важными биологическими полифосфатными соединениями ДНК, РНК и трифосфатом аденозина (АТФ). Многие ферменты зависят от магния для их функционирования. Приблизительно в одну шестую часть от количества калия в клетках человеческого организма, магний необходим в качестве катализатора ферментных реакций в метаболизме углеводов.Магний также является важным компонентом зеленого пигмента хлорофилла, который содержится практически во всех растениях, водорослях и цианобактериях. Фотосинтетическая функция растений зависит от действия хлорофилловых пигментов, которые содержат магний в центре сложной азотсодержащей кольцевой системы (порфирин). Эти соединения магния позволяют световой энергии стимулировать превращение углекислого газа и воды в углеводы и кислород и, таким образом, прямо или косвенно обеспечивают ключ практически ко всем живым процессам.

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

гольмия | химический элемент | Britannica

Гольмий (Ho) , химический элемент, редкоземельный металл серии лантаноидов периодической таблицы.

Британика Викторина

118 символов и названия периодической таблицы викторины

Np

Гольмий — это серебристо-белый металл средней твердости, который относительно стабилен на воздухе.Он легко реагирует с разбавленными кислотами, но не реагирует ни с разбавленной, ни с концентрированной фтористоводородной кислотой (HF) вследствие образования защитного поверхностного слоя HoF ₃ . Гольмий является очень сильным парамагнетиком при температуре выше 133 К (-140 ° C или -220 ° F). При этой температуре металл упорядочивается антиферромагнитно, образуя базальную плоскую спиральную структуру. При 19 К (-254 ° С или -425 ° F) магнитные моменты наклоняются вдоль оси с , поднимаясь из базисной плоскости примерно на 10 °, образуя коническую ферримагнитную структуру.

Гольмий был обнаружен спектроскопически (1878 г.) швейцарскими химиками Жаком-Луи Соре и Марком Делафонтеном и независимо (1879 г.) шведским химиком Пер Теодором Кливом, который химически отделил его от эрбия и тулия. Клев назвал элемент для своего родного города Стокгольма, его латинизированное название — Холмия. Гольмий встречается в сочетании с другими редкоземельными элементами в латеритных глинах и в минералах ксенотим, эвксенит и многие другие; это также происходит в продуктах ядерного деления.

Единственный встречающийся в природе изотоп, гольмий-165, стабилен. Существует множество радиоактивных изотопов (всего 35, не считая ядерных изомеров), варьирующихся от гольмия-140 до гольмия-175 и имеющих период полураспада от 4,1 миллисекунды (гольмий-141) до 4570 лет (гольмий-163). Гольмий является одним из наименее распространенных редких земель; его содержание в земной коре сравнимо с таллием.

Классическими методами разделения и очистки элемента были фракционная кристаллизация и осаждение, но технологии экстракции растворитель-растворитель и ионообменные технологии позволили получить килограммовые количества высокочистого оксида гольмия.Металл получают путем металлотермического восстановления безводного фторида HoF ₃ кальцием. Только одна аллотропная (структурная) форма известна для гольмия. Металл имеет плотную гексагональную структуру с , = 3,5778 Å и с = 5,6178 Å при комнатной температуре.

Гольмий и его соединения имеют ограниченное применение, за исключением научных исследований. Гольмий был использован в качестве компонента некоторых электронных устройств; ион Ho ³⁺ был использован в качестве катализатора для превращения орто-пара водорода; и оксид был использован в качестве специального огнеупора.

Гольмий ведет себя как типичный редкоземельный элемент. Он образует ряд желто-коричневых солей, многие из которых получают в растворе путем растворения оксида Ho ₂ O ₃ в соответствующей кислоте.

Химический элемент: ртуть (Hg)

Химический элемент: бор (B)