**마그네슘**은 알칼리 토금속에 속하는 화학 원소로 기호는 **Mg**(←)이고 원자 번호는 12이다. 실온에서 은백색의 가벼운 금속으로 존재한다. 반응성이 크고 2가 양이온이 되려는 경향이 있으므로 자연에서는 주로 마그네사이트, 백운암, 활석, 석면 등의 화합물의 형태로 발견된다. 지구의 지각에서는 질량 기준으로 약 2.5%를 차지하여 8번째로 많이 존재하는 원소이며, 우주 전체에서도 8번째로 많이 존재하는 원소이다.

주로 해수에서 얻은 염화 마그네슘(MgCl)을 전기분해하여 얻거나 마그네사이트, 백운암 등의 광물에서 얻는다. 인체 내에서는 11번째로 많이 존재하는 원소이며, 300여가지 효소들과 모든 세포에게 필수적인 원소이다. 마그네슘은 세포 내에서 인산기를 가지는 DNA, RNA, ATP 등의 물질을 생성하고 수백가지의 효소들이 작용하는 데 관여한다. 또한 탄수화물 대사 과정에서 촉매로 작용하므로 생명 활동에 중요한 역할을 한다. 식물의 엽록소에도 마그네슘 이온이 포함되어 있어 광합성에 중요한 역할을 한다. 마그네슘 화합물들은 의학적으로 변비약, 제산제, 비정상적인 신경 자극 또는 혈관 경련을 안정화하는 데 사용된다.

## 성질

### 물리적 성질
마그네슘은 은백색의 가벼운 금속이며 녹는점은 650°C, 끓는점은 1090°C이다. 밀도는 1.738 g/cm 이러한 특성을 이용하여 카메라 조명이나 불꽃놀이, 섬광탄 등에 사용되며, 소이탄에 첨가되기도 하였다.

### 화학적 성질
마그네슘은 1s 은백색의 금속이며 알칼리토금속 중에서 가장 낮은 녹는점과 끓는점을 가지고 있다. 순수한 다결정의 마그네슘은 잘 부서진다. 마그네슘은 적은 양의 다른 금속과 합금하면(예:1 % 알루미늄 합금)더 연성이 커진다. 공기 중에 노출되면 산소와 반응하여 투과성이 작고 제거하기 어려운 산화 피막 을 형성하여 더 이상의 산화를 막는다. 그래서 더 마그네슘보다 더 무거운 알칼리 토금속 원소들과는 달리 마그네슘은 불투과성의 산화피막으로 보호받고 있기 때문에 산소를 차단하는 보관 환경을 따로 필요로 하지 않는다. 마그네슘은 분말이나 얇은 선으로 만들면 위에서 설명한 바와 같이 빠르게 연소하여 강한 백색광을 내며 산화 마그네슘(MgO)과 질화 마그네슘을 형성한다. 대부분의 화합물은 흰색의 이온 결합 물질로, 물에 쉽게 용해되어 쓴맛을 나타낸다.

마그네슘은 반응성이 낮은 질소와 반응하여 질화 마그네슘(Mg)을 형성할 수 있으며, 이산화 탄소와도 반응하여 산화 마그네슘과 탄소를 형성한다.

할로젠 원소들과도 반응하여 이온 결합 물질을 생성하며, 고온, 고압에서는 수소와도 반응하여 MgH)도 형성할 수 있다. 마그네슘은 상온에서 물과 반응하며 칼슘에 비해서는 훨씬 더 천천히 반응한다. 마그네슘이 물과 반응하면 수소 기체와 산화 마그네슘을 형성하며, 과량의 수증기에서는 불용성의 수산화 마그네슘과 수소 기체를 형성한다. 가루 형태로는 더 격렬하게 반응하고 온도가 높을수록 반응이 빨리 진행된다. 반응식은 아래와 같다.

또한, 마그네슘은 묽은 황산이나 염산과 같은 대부분의 산과 발열 반응을 하면서 수소 기체를 발생시키지만 불산과는 반응이 잘 일어나지 않는다. 이는 마그네슘의 표면에 불용성의 수산화 마그네슘이 형성되기 때문이다. 염산과 마그네슘의 반응을 예로 들면 반응이 진행되었을 때 염화 마그네슘과 수소 기체를 발생시키게 되는데, 이때 염산과의 반응은 알루미늄, 아연과 같은 다른 많은 금속들과 유사하게 이루어진다.

마그네슘 이온(Mg

## 생물에서의 역할
사람의 몸에서는 칼슘, 인과 함께 뼈의 대사에 중요한 역할을 한다. 또한 식물에서 마그네슘이 부족하면 잎이 누렇게 변하고 죽기도 하여 비료의 주 성분 중 하나이기도 하다.

### 인체에서의 역할
칼슘이 근수축에 필요하고, 마그네슘은 근이완에 필요하다.

마그네슘은 신경계통의 흥분을 진정시키는데 꼭 필요한 영양소중 하나이다.

마그네슘은 변비 치료나 위산과다에 제산제로도 사용되는 의약품 성분이다.

### 마그네슘 결핍
마그네슘은 대부분 뼈를 포함한 조직에 있고, 혈액에는 1% 미만 정도만 있다. 그래서 피검사로 체내 마그네슘이 충분한지 여부를 정확히 알기 어렵다.

마그네슘은 탄산음료, 정제당류, 카페인, 술 등의 섭취로 콩팥을 통해 몸 밖으로 잘 빠져나간다.

마그네슘이 결핍되면 불안, 과민반응, 불면이 나타난다. 또 깊은 잠을 자기가 어려워지고 근경련, 근육 마비나 저림, 눈밑떨림, 얼굴에 통제할 수 없는 경련이 나타난다.

## 역사
마그네슘은 1618년 영국 서리주 엡솜의 한 우물에서 나오는 쓴맛의 물에서 처음 그 존재가 인지되었으며, 나중에 성분이 황산 마그네슘인 것으로 밝혀졌고, 1755년에는 스코틀랜드의 조지프 블랙이 마그네슘을 원소로서 판명하였다. 1808년에는 영국의 험프리 데이비가 산화 마그네슘과 산화 수은의 혼합물을 전기분해하여 얻은 아말감에서 수은을 증발시켜 최초로 마그네슘을 분리하였다. 1833년에는 영국의 마이클 패러데이가 용융된 무수 염화 마그네슘을 전기분해하여 액체 마그네슘을 생산하는 방법을 개발하였다. 이를 바탕으로 1852년에는 독일의 로베르트 분젠이 전기분해 방식을 더 발전시켰으며, 1886년에는 독일에서 최초로 상업적인 생산이 가능해졌다. 제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전 때는 군용기와 소이탄 등에 마그네슘 합금이 사용되었다.

## 존재
마그네슘은 우주에서 8번째로 많이 존재하는 원소이며, 지구의 지각에서는 8번째로 풍부한 원소로 지각 질량의 약 2.3%를 차지한다.

해수에서는 마그네슘 이온이 약 1.29 g/L 포함되어 있어 사람의 몸에서는 11번째로 풍부한 원소로, 약 270 ppm(질량 기준)이 포함되어 있다. 콩, 옥수수, 현미, 정어리 등에 다량 포함되어 있다.

### 동위 원소
마그네슘은 세 종류의 안정 동위 원소가 존재하며, 각각 Mg로, 전체의 약 79%를 차지한다.

Na의 생산에도 사용된다.

Mg은 1950년대에서 1970년대 사이에 실험용 원자로에서 흔히 생성되었던 방사성 동위 원소이며, 반감기는 21시간으로 비교적 짧다.

## 생산
마그네슘은 주로 해수에 포함된 여러 가지 염류 중 염화 마그네슘을 분리해내어 용융시킨 후 전기분해하여 얻는다. 우선, 해수에 수산화 칼슘(소석회)를 넣어 염화 마그네슘과 반응시키는데, 반응 결과 수산화 마그네슘이 앙금의 형태로 침전된다. 침전된 수산화 마그네슘을 다시 염산과 반응시키면 염화 마그네슘과 물이 생성되며, 물을 증발시키고 남은 염화 마그네슘을 용융시킨 뒤 전기분해하면 음극에서 순수한 마그네슘을 얻을 수 있다.

광물로 산출될 경우, 백운석(MgCa(CO)을 하소시키고 이를 고온에서 규소-철 합금과 반응시켜 얻기도 하며, 이때 철은 촉매로서 작용한다.

이 밖에도 산화 마그네슘과 같은 마그네슘 화합물을 탄소와 같은 환원제와 반응시켜 얻는 방법도 존재한다.

## 이용

### 합금
마그네슘은 철과 알루미늄에 이어 세 번째로 많이 사용되는 구조용 금속이자 가장 가벼운 구조용 금속이기도 하다.

마그네슘 합금은 가벼운 성질로 인해 예부터 자동차나 항공기에서 엔진이나 동체 등 여러 부품에 사용되었고, 중량을 줄여 연료 소모를 최소화해야 하는 항공기, 우주선 등 항공우주 분야에서 사용된다. 같은 이유로 야구에서 포수들이 쓰는 보호 장비와 편자, 골프채, 각종 스포츠 용품, 음료수 캔에도 마그네슘 합금이 사용된다. 또, 방열성과 전자파를 차단하는 성질이 주목받아 휴대 전화, 노트북 컴퓨터, 카메라 등에도 사용되고 있다. 기계의 가공 시간을 단축하게 해주고 동력을 절약해 줄뿐만 아니라 마그네슘 합금으로 만든 공구의 수명도 연장시켜 준다.

### 화합물
마그네슘 화합물은 주로 제산제나 완하제 등 의약품으로 많이 사용되며, 시멘트, 비료, 절연체 등의 생산에도 사용된다.

### 불꽃놀이 및 조명
마그네슘은 산소와 빠르게 반응하여 밝은 흰색 불꽃을 내며, 그 온도는 약 3100 °C까지 올라갈 수 있다. 이러한 이유로 조난 시 구조 신호를 보낼 때 불을 피우는 부싯돌 역할을 할 수 있으며, 불꽃놀이의 불꽃을 낼 때도 마그네슘 분말이 사용된다. 카메라 플래시를 킬 때도 마그네슘 분말이 사용된다.

## 위험성
마그네슘 화합물은 대체로 무해하지만 순수한 마그네슘과 그 합금은 용융된 상태이거나 분말, 얇은 박 형태일 때 가연성이 높고 폭발의 위험이 있다. 마그네슘을 연소시키는 실험을 할 때는 항상 보안경을 착용해야 하는데, 이는 연소 시 발생하는 밝은 불꽃에는 자외선 영역의 빛도 포함되어 있어 망막을 손상시킬 위험이 있기 때문이다.

또, 마그네슘은 물과 반응하여 가연성이 큰 수소 기체(H)와도 반응할 수 있으므로 물이나 이산화 탄소를 이용한 소화기로는 마그네슘에 의한 화재를 진화할 수 없다. 따라서 마그네슘의 연소로 인한 화재는 마른 모래로 덮거나 분말소화기 등을 이용하여 진화해야 한다.

이 밖에도 미세한 마그네슘 분말은 가연성이 매우 크고 공기 중에서 폭발의 위험이 있으며, 노출될 경우 눈이나 호흡기에 자극을 줄 수 있다.