스피넬(spinel) 광물을 발견한 초기의 기술로는 루비와 구분하기 어려워 붉은 스피넬은 루비, 푸른 스피넬은 사파이어로 취급한 적도 있다. 과거 왕실 보석 중에서 루비로 알려진 큰 보석들이 오늘날에는 스피넬로 밝혀진 것들이 있다. 스피넬도 흥미로운 물질이다. 이것은 미량의 불순물 원소 존재에 의해 놀라울 정도로 다채로운 색이 연출된다.
스피넬은 크리스탈 힐링에 인기가 있는 광물로서 붉은 스피넬은 두려움에 맞설 수 있는 힘과 용기, 푸른 스피넬은 의사소통을 향상시키는 것으로 알려져 있으며 전세계 유색보석시장에서 상당한 역할을 한다. 이의 희소성 때문에 대중들은 이의 매력을 잘 알지 못한다.
스피넬 그 자체는 산소, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al)의 간단한 장난에 의해 형성되는 것으로 산화 마그네슘 알루미늄, MgAl2O4이다. 그렇지만 많은 화합물들이 이와 같은 결정구조를 취하고 있으며, 이들 역시 스피넬이라 칭한다. 이러한 화합물 중의 다수가 독특한 성질을 가지고 있어 21세기의 과학에서 중요한 위치를 차지하게 될 것이다.
이들 화합물 탄생의 비법이 경이롭다. 알루미늄, 마그네슘, 산소 등이 공간상에 질서정연하게 배열된 스피넬 결정구조는 신비롭다. 스피넬의 일원인 알루미늄과 마그네슘의 특성을 살펴보는 것도 의미가 있을 것이다.
알루미늄(aluminum)은 지각에서 8.3%를 차지하는 풍부한 원소이고, 백반(alum)에서 그 이름이 유래되었으며, 로마시대 이후에 의약용으로 사용되는 경우도 있다. 알루미늄은 풍부하지만, 순수한 형태로 분리하기 어렵다.
식탁용 알루미늄 제품은 실제로 19세기 중반까지 아주 우아한 만찬용으로 사용하는 대단히 귀중한 물질이었다. 또한 워싱턴 기념비(Washington Monument)도 순수한 알루미늄으로 피라미드 모양의 모자를 만들어 씌웠다.
알루미늄은 다양한 일반적 광물과 점토에 보석과 함께 존재한다. 사파이어와 루비는 Al2O3 (산화알루미늄) 형태이고, 소량의 다른 원소(사파이어; Fe와 Ti, 루비; Cr)가 존재하여 다양한 색이 표출된다. 대부분 알루미늄은 보통 보크사이트(bauxite)로부터 얻는다.
마그네슘은 바닷물에 세 번째(나트륨과 염화 이온 다음으로)로 많이 존재하는 원소이기 때문에 바닷물은 이 금속의 주요 공급원이다. 이 금속은 상온에서 천천히 산화되지만, 높은 온도에서는 매우 격렬하게 산화된다. 마그네슘은 타면서 센 흰빛을 발한다. 그래서 예전에는 가루를 연소시켜 사진찰영의 조명으로 사용하였다.
이 금속 관련 화재 시에는 이산화탄소 같은 보통의 소화제로는 불을 끌 수 없을 정도이다. 이런 경우에 불을 끄기 위해서는 D급의 소화제인 흑연이나 염화나트륨 등이 이용된다.
흑연은 연소되는 표면에 금속 탄화물의 막을 입혀 반응을 효과적으로 지연시킨다. 염화나트륨은 마그네슘이 연소하는 온도에서 녹아 금속 표면에 타지 않는 액체 층을 형성하여 산소의 공급을 차단한다.
전 세계에서 마그네슘 생산량의 절반 이상이 알루미늄-마그네슘 합금을 만드는데 쓰인다. 이 합금의 큰 장점은 낮은 밀도에 있다. 그래서 이것은 특히 비행기, 기차, 고속 주행차량, 그리고 버스 차체 등의 에너지를 절약하는 목적에 중요하게 사용된다.
마그네슘의 가장 중요한 생화학적 역할은 광합성이다. 마그네슘이 중심에 정좌하고 있는 클로로필은 태양에너지를 받아 이산화탄소와 물을 당과 산소로 생성한다. 클로로필 반응에서 산소가 형성되지 않는다면 지구는 아직 이산화탄소의 두터운 층으로 덮여 있을 것이다. 또한 당이 생성되지 않으면 식물에서 초식동물로의 생명의 진화가 불가능했을 것이다,
