Молибден — хемиски елемент со симбол Мо и атомски број 42. Името е од нео-латински molybdaenum , од старогрчки , што значи олово , бидејќи рудите на молибден биле помешани со оловни руди. Минералите на молибден се познати низ историјата, но елементот е откриен (во смисла на диференцијација како нов ентитет од минералните соли на други метали) во 1778 година од Карл Вилхелм Шеле . Металот првпат бил изолиран во 1781 година од Петар Јакоб Хелм .
Молибден не се јавува природно како слободен метал ; се наоѓа само во различни оксидациски состојби во минералите. Слободниот елемент, сребрен метал со сива боја, ја има шестата највисока точка на топење од секој елемент. Таа лесно формира цврсти, стабилни карбиди во легури , и затоа најголем дел од светското производство на молибденот (околу 80%) се користи во челични легури, вклучувајќи легури со висока јачина и суперлегури .
Повеќето соединенија на молибден имаат ниска растворливост во вода, но кога минералите што содржат молибден се во допир со кислород и вода, добиениот молибдат- јон е доста растворлив. Индустриски, соединенија на молибден (околу 14% од светското производство на елементот) се користат под висок притисок и на висока температура како пигменти и катализатори .
Ензимите кои содржат молибден се далеку најчестите бактериски катализатори за кинење на хемиската врска во атмосферскиот молекуларен азот во процесот на биолошко врзување на азот . Најмалку 50 молибденови ензими се познати кај бактериите, растенијата и животните, иако само бактериски и цијанобактериски ензими се вклучени во врзување на азот. Овие нитрогенази содржат молибден во форма различна од другите ензими на молибден, кои сите содржат целосно оксидиран молибден во кофaктор на молибден . Овие различни ензими на молибден-кофактор се од витално значење за организмите, а молибденот е суштински елемент за живот во сите повисоки организми на еукариоти , иако не кај сите бактерии.
Особености
Физички својства Во чиста форма, молибденот е сребрено-сив метал со цврстина на Мос од 5.5, и стандардна атомска тежина од 95.95 g / mol. Тој има точка на топење од од природните елементи, само тантал , осмиум , рениум , волфрам и јаглерод имаат повисоки точки на топење. Mолибденот го има еден од најниските коефициенти на топлинско ширење кај комерцијално користените метали. Јачината на истегнување на молибденските жици се зголемува околу 3 пати, од околу 10 до 30 GPa , кога нивниот пречник се намалува од ~ 50-100 nm до 10 nm.
Хемиски својства Молибден е преоден метал со електронегативност од 2.16 на скалата на Полинг. Тој на собна температура реагира не визуелно со кислород или вода. Слаба оксидација на молибден започнува на ; масовна оксидација се јавува на температура над 600 °C, што резултира со молибден триоксид. Како и многу потешки преодни метали, молибденот покажува мала склоност да формира катјон во воден раствор, иако кадарот Mo 3+ е познат под внимателно контролирани услови.
Изотопи Постојат 35 познати изотопи на молибден, кои се движат од 83 до 117 по атомска маса, како и четири метастабилни јадрени изомери. Седум изотопи се јавуваат природно, со атомски маси од 92, 94, 95, 96, 97, 98 и 100. Од овие природни изотопи, само молибден-100 е нестабилен.
Молибден-98 е најзастапен изотоп, кој содржи 24,14% од целиот молибден. Молибден-100 има период на полураспад од околу 10 19 години и подложува двојно бета распаѓање во рутениум -100. Молибденските изотопи со атомски броеви од 111 до 117 сите имаат период на полураствор од приближно 150ns. Сите нестабилни изотопи на молибден се распаѓаат во изотопи на ниобиум , технециум и рутениум.
Како што е наведено подолу, најчестата примена на изотопски молибден вклучува молибден-99 , кој е производ на цепење. Тоа е матичен радиоизотоп на краткотрајниот гама-јонски радиоизотоп технециум-99м , јадрен изомер кој се користи во разни примени во медицината. Во 2008 година, Технолошкиот универзитет Делфт аплицирал за патент за производство на молибден-99 на молибден-98. Волтербек, Хуберт Теодор; Боде, Петар "Процесот за производство на не-превозникот додаде 99Mo" . Европски патент EP2301041 (A1) - 2011-03-30. Преземено на 2012-06-27.
Соединенија Молибден формира хемиски соединенија во оксидациски состојби од -II до + VI. Повисоките оксидациски состојби се порелевантни за нејзината Земјина појава и нејзините биолошки улоги, состојбите на оксидација на средно ниво често се асоцирани со метални кластери , а многу ниските оксидни состојби обично се асоцирани со органомолибденски соединенија . Хемијата на Mo и W покажува силни сличности. Релативната реткост на молибденот (III), на пример, е во контраст со продорноста на хром (III) соединенијата. Највисоката состојба на оксидација се гледа во молибден (VI) оксид (MoO 3 ), додека нормалното сулфурно соединение е молибден дисулфид MoS 2 . Оксидациска состојба Пример -2 0 Mo(CO)6 +1 +2 MoCl2 +3 +4 MoS2 +5 MoCl5 +6 MoF6 мини| Кеггинска структура на фосфомолибдат-анјон (P [Mo 12 O 40 ] 3- ), пример на полиоксиметалат Од аспект на трговијата, најважните соединенија се молибден дисулфид ( ) и молибден триоксид ( ). Црниот дисулфид е главниот минерал. Се пече во воздух за да се даде триоксид:
2 + 7 → 2 + 4
Трикоксидот, кој е испарлив на високи температури, е претходник на речиси сите други Mo соединенија, како и легури. Молибденот има неколку состојби на оксидација , најстариот стабилен е +4 и +6 (со задебелени букви во табелата лево).
Молибден (VI) оксид е растворлив во силна Базна вода, формирајќи молибдат (MoO 4 2- ). Молибдатите се послаби оксиданси отколку хроматите. Тие имаат тенденција да формираат структурно сложени оксианјони со кондензација со пониски вредности на pH , како што се [Mo 7 O 24 ] 6- и [Mo 8 O 26 ] 4- . Полимолибдат може да внесе други јони, формирајќи полиоксиметалати . Темно-синиот фосфор- хетерополимолибдат P [Mo 12 O 40 ] 3- се користи за спектроскопска детекција на фосфор. Широкиот опсег на оксидациски состојби на молибден се рефлектира во различни молибден хлориди:
Молибден (II) хлорид MoCl 2 , кој постои како хексамер Mo 6 Cl 12 и поврзаниот dianion [Mo 6 Cl 14 ] 2- . Молибден (III) хлорид MoCl 3, темноцрвени цврсти, кој се претвора во анјонот trianionic комплекс [MoCl 6] 3-. Молибден (IV) хлорид MoCl 4 , црна цврста, која прифаќа полимерна структура. Молибден (V) хлорид MoCl 5 темнозелена цврста материја која прифаќа димерична структура.
Молибден (VI) хлорид MoCl 6 не е познат, иако молибденот хексафлуорид е добро карактеризиран.
Како и хромот и некои други транзициони метали, молибденот формира четиривалентни врски , како што се Mo 2 (CH 3 COO) 4 и [Mo 2 Cl 8 ] 4- , кој исто така има и четиривалентна врска.
Оксидациската состојба 0 е возможна со јаглерод моноксид како лиганд, како што е во молибден хексакарбонил , Mo (CO) 6 .
Историја Молибденитот - главната руда од која сега се извлекува молибден - претходно беше познат како молибдена. Молибдена била помешана и често користена како да е графит . Како и графитот, молибденитот може да се користи за да се оцрни површина или како цврсто мазиво. Дури и кога молибдената се разликувала од графитот, таа сè уште била помешана со заедничката руда на олово PbS (сега се нарекува галенит ); името доаѓа од старогрчки , што значи олово . (Грчкиот збор сам по себе е предложен како залог од анадолски лувиски и лидиски јазици).
Иако (наводно) молибден бил намерно легиран со челик во еден јапонски меч од 14 век ( Околу 1330 г.), таа уметност никогаш не била широко работена и подоцна била изгубена.Меѓународна асоцијација на молибден, "Историја на молибден" На Западот во 1754 година, Бенгт Андерсон Кувист испитувал примерок од молибденит и утврдил дека не содржи олово и затоа не бил гален.
До 1778 година шведскиот хемичар Карл Вилхелм Шеле цврсто тврдел дека молибденот не е ниту гален ниту графит. Наместо тоа, Шиле предложил дека молибденот е руда од посебен нов елемент, именуван како молибден за минералот во кој живеел и од кој може да биде изолиран. Петар Џејкоб Хелм успешно го изолирал молибденот со користење на јаглеродно и ленено масло во 1781 година.
Следниот век, молибденот немал индустриска употреба. Релативно редок, чистиот метал бил тежок да се изолира, а неопходните техники на металургијата биле незрели. Раните челични легури направени од молибден покажале големо ветување за зголемена цврстина, но напорите за производство на легурите во голем обем биле попречени со неконстантни резултати, со тенденција кон кршливост и рекристализација. Во 1906 година, Вилијам Д. Кулиге поднесол патент за рендерирање на молибденски нодули , што довело до примена како елемент за греење за високотемпературни печки и како поддршка за светилки со волфрамово влакно; формирањето и деградацијата на оксиди бараат молибденот да биде физички запечатен или затворен во инертен гас. Во 1913 година, Френк Е. Елмор развил процес со флотација на пена за да изолира молибденит од руди; флотацијата останува главен процес на изолација.
За време на Првата светска војна , побарувачката за молибден се ширела; молибденот бил користен и во обложување на оклоп и како замена за волфрам во челици со голема брзина . Некои британски тенкови биле заштитени со 75 мм манган челик , но ова се покажало како неефективно. Манган челичните плочи биле заменети со многу полесни 25 милеметарски молибденски челични плочи што овозможуваат поголема брзина, поголема контрола и подобра заштита. Германците, исто така, користеле молибденски челик за тешка артилерија, како во супер-тешката хаубица Биг Берта Хемиски својства на молибден - Ефекти на здравјето на молибден - Ефекти врз животната средина на молибден . lenntech.com бидејќи традиционалниот челик се топела на температурите произведени исфрлањето на едно тонскиот куршум.Сем Кин. Исчезнатата лажица . Страница 88-89 По војната, побарувачката опаднала сè додека металуршките достигнувања не дозволиле производство и во време на мир. Во Втората светска војна , молибден повторно станал од стратешко значење како замена за волфрам во челични легури.
Појавување и производство алт=Lustrous, silvery, flat, hexagonal crystals in roughly parallel layers sit flowerlike on a rough, translucent crystalline piece of quartz.|мини| Молибденит во кварц Молибден е 54-от најважен елемент во Земјината кора и 25-от најзастапен елемент во океаните, со просек од 10 делчиња на милијарда; тоа е 42-тиот најважен елемент во Универзумот. Руската мисија Луна 24 открила зрно со лого на молибден (1 × 0,6 μm) во фрагмент од пироксен земен од Маре Кризиум на Месечината . Компаративната реткост на молибденот во Земјината кора е неутрализирана од нејзината концентрација во голем број на руди нерастворливи во вода, често комбинирани со сулфур на ист начин како бакар, со кој често се наоѓа. Иако молибден се наоѓа во вакви минерали како вулфенит (PbMoO 4 ) и пауелит (CaMoO 4 ), главниот комерцијален извор е молибдеитот (Mo S 2 ). Молибден е копан како главна руда и исто така се обновува како нуспроизвод од бакарското и волфрамското рударство. Производството на молибден во светот изнесувало 250.000 тони во 2011 година, а најголемите производители се Кина (94.000 т), САД (64.000 т), Чиле (38.000 т), Перу (18.000 т) и Мексико (12.000 t). Вкупните резерви се проценуваат на 10 милиони тони, и главно се концентрирани во Кина (4.3 МТ), САД (2.7 МТ) и Чиле (1.2 Mt). Застапеност по континент, 93% од светското производство на молибден е подеднакво споделено меѓу Северна Америка, Јужна Америка (главно во Чиле) и Кина. Европа и остатокот од Азија (главно Ерменија, Русија, Иран и Монголија) го произведуваат остатокот. мини|Светски тренд на производство Во обработката на молибден, рудата прво се пече во воздух на температура од . Процесот дава гасен сулфурдиоксид и молибден (VI) оксид :
2 MoS 2 + 7 O 2 → 2 MoO 3 + 4 SO 2
Оксидираната руда потоа обично се вади со воден амонијак за да се добие амониум молибдат:
Moo 3 + 2 NH 3 + H 2 O → (NH 4) 2 (Moo 4)