ケイ化マグネシウム
ケイ化マグネシウムは、ケイ素とマグネシウムを2:1の比で結合させることで合成できる。具体的には、過剰量のマグネシウムとともに、砂に含まれる二酸化ケイ素(SiO2)を加熱することで得られる。このプロセスでは最初に金属ケイ素と酸化マグネシウム(MgO)ができ、さらに過剰量のマグネシウムが利用できればケイ化物が形成される。
2 Mg + SiO 2 ⟶ 2 MgO + Si {\displaystyle {\ce {{2Mg}+ SiO2 -> 2 {MgO}+ Si}}}
過剰量のマグネシウムがあれば、残ったマグネシウムとケイ素による以下の反応により、ケイ化マグネシウムが形成される。
2 Mg + Si ⟶ Mg 2 Si {\displaystyle {\ce {{2Mg}+ Si -> Mg2Si}}}
従って、全体の反応としては、モル比4:1のマグネシウムと二酸化ケイ素からケイ化マグネシウムが形成される。
4 Mg + SiO 2 ⟶ 2 MgO + Mg 2 Si {\displaystyle {\ce {{4Mg}+ SiO2 -> 2 {MgO}+ Mg2Si}}}
これらの反応は、発熱反応である。
ケイ化マグネシウムは、逆蛍石型構造に結晶化する。立方晶の格子の中で、ケイ素原子の中心は単位格子の角と面心の位置を占め、マグネシウム原子の中心は単位格子内部の8つの四面体部位を占める。