El carbonat de magnesi és un compost inorgànic amb la fórmula química MgCO₃, compost per ions magnesi (Mg²⁺) i ions carbonat (CO₃²⁻). Malgrat la seva composició aparentment senzilla, aquest compost demostra un valor d'aplicació important en els sectors industrial, farmacèutic i alimentari, a causa de la seva estructura química única i formes diverses. Des de la seva estructura cristal·lina fins a les seves diverses formes hidratades, el carbonat de magnesi presenta un delicat equilibri entre estabilitat i reactivitat.
L'estructura cristal·lina del carbonat de magnesi es troba al cor de les seves característiques úniques. A la natura, la forma mineral més comuna és la magnesita, que pertany al sistema cristal·lí trigonal. En aquesta estructura, cada ió magnesi està envoltat per sis àtoms d'oxigen en una disposició octaèdrica, mentre que cada ió carbonat comparteix àtoms d'oxigen amb tres ions magnesi, creant una configuració en capes.
Aquesta disposició confereix una alta estabilitat tèrmica i resistència mecànica a la magnesita. L'estructura cristal·lina del carbonat de magnesi experimenta transformacions com a resposta als canvis de temperatura i pressió; en condicions d'alta-pressió, canvia a una forma estructural més densa.
El carbonat de magnesi existeix en una gran varietat de formes hidratades. Segons el nombre de molècules d'aigua incorporades a la xarxa cristal·lina, pot formar diversos hidrats, els més comuns són el trihidrat (MgCO₃·3H₂O), el tetrahidrat (MgCO₃·4H₂O) i el pentahidrat (MgCO₃·5H₂O). Aquests hidrats es diferencien no només en les seves estructures cristal·lines sinó també en les seves diferents propietats fisicoquímiques.
Mentre que el trihidrat i el tetrahidrat són relativament estables a temperatura ambient, el pentahidrat perd la seva aigua de cristal·lització més fàcilment. En escalfar-se, aquests hidrats es deshidraten gradualment, convertint-se finalment en carbonat de magnesi anhidre. Aquest procés de deshidratació no és només un simple canvi físic sinó que implica una reorganització de l'estructura cristal·lina.