Молібден

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Молібден (Mo)
Атомний номер 42
Зовнішній вигляд
простої речовини
сріблясто-білий
твердий метал
Molybdenum crystaline fragment and 1cm3 cube.jpg
Властивості атома
Атомна маса
(молярна маса)
95,94 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 139 пм
Енергія іонізації
(перший електрон)
684,8(7,10) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Kr] 4d5 5s1
Хімічні властивості
Ковалентний радіус 130 пм
Радіус іона (+6e)62 (+4e)70 пм
Електронегативність
(за Полінгом)
2,16
Електродний потенціал 0
Ступені окиснення 6, 5, 4, 3, 2, 0
Термодинамічні властивості
Густина 10,22 г/см³
Питома теплоємність 0,251 Дж/(K моль)
Теплопровідність (138) Вт/(м К)
Температура плавлення 2890 K
Теплота плавлення 28 кДж/моль
Температура кипіння 4885 K
Теплота випаровування ~590 кДж/моль
Молярний об'єм 9,4 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки кубічна
об'ємноцентрована
Період ґратки 3,150 Å
Відношення c/a n/a
Температура Дебая 380,00 K
Періодична система елементів
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Загальна характеристика[ред.ред. код]

Молібденгрецької "подібний до свинцю"), (англ. molybdenum, нім. Molybdän n) - хімічним елементом. Позначається як Мо, в періодичній таблиці елементів його атомний номер 42, ат.м. 95,94. tпл = 2620 °С; t_кип = 4600 °С. Сріблясто-сірий тугоплавкий метал. Густина 10200 кг/м3. Окиснюється на повітрі. Зустрічається у вигляді мінералу молібденіту. М. – мало поширений елемент. Кларк 1,1·10-4 % за масою. Варіації концентрацій в породах різного складу незначні – (0,4-3,5)·10-4 % за масою. Основні мінерали М. – молібденіт, молібдит і повеліт.

Молібден був відкритий К. Шеєле в 1778 р., але почав використовуватися тільки в ХХ ст. Основна галузь його застосування – металургія (85-90%), де він входить до складу легованих сталей і сплавів з V, W, Cu, Ni і Co (стеліти), а також з С (карбіди). Леговані сталі і сплави використовуються для станкобудування, нафтогазової, хімічної і електротехнічної промисловості і транспортного машинобудування, а також для виробництва броньових плит і бронебійних снарядів. Крім того, молібден використовується в електротехніці, радіотехніці, термотехніці, хімічній і нафтопереробній промисловості і як мікроелемент добрив. Важливий конструкційний матеріал електровакуумної, ракетної, авіаційної техніки, ядерної енергетики. Осн. сировина для виробництва М., його сплавів і сполук – молібденітові концентрати, що містять 45-52% Мо, 28-32% S і домішки ряду хім. елементів. Технічними умовами на молібденовий концентрат передбачено, що при вмісті Мо 47-50% кількість Cu не повинна перевищувати 0,5-2,0 %, Р – 0,07-0,15%, As – 0,07%, Sn – 0,07%, кварцу – 5-9%. Молібден отримують з молібденових, вольфрам-молібденових, мідно-молібденових і уран-молібденових руд.

Відомі особливості[ред.ред. код]

Молібден – метал перехідної групи елементів. Чистий метал сріблясто-білого кольору, досить м'який та має одну з найвищих температур плавлення з усіх чистих елементів. В малих кількостях, молібден використовується для ефективного зміцнення сталі. Молібден займає важливу роль у вирощуванні рослин, а також його наявність є необхідною в їжі тварин та людей. Виявлено, що він відіграє активну роль в деяких ферментах, включаючи оксидазу ксантину.

Чистий метал має тенденцію до розшаровування при механічній обробці.

Застосування[ред.ред. код]

Див. Молібденова промисловість

Виробництво (видубуток) молібдену у світі у відсотках для кожної окремо взятої країни в 2005 році порівняно з лідером США (100% = 68 900 тони).

Більш ніж дві третини всього молібдену використаються в сплавах. Використовування молібдену зросло впродовж Першої світової війни, коли не задовольнялись потреби у вольфрамі, який використовувався для виготовлення коштовної вогнетривкої та високоміцної сталі.

Молібден використається до цього дня у високоміцних сплавах та у жаростійких сталях. Спеціальні сплави, що містять молібден, типу Hastelloy, є особливо високотемпературно - та корозієстійкими. Молібден використається в нафтопроводах, в частинах літаків і ракет та в волокнах. Молібден знаходить використання як каталізатор в нафтовій промисловості, особливо в каталізаторах з метою видалення органічної сірки з нафтопродуктів. Він використовується для формування аноду у деяких рентгенівських трубках, особливо для мамографії. Металічний молібден знайшов застосування в електроніці як провідний шар в тонкоплівкових транзисторах (TFT).

Дисульфід молібдену - гарна суха мастильна речовина, особливо при високих температурах. Ізотоп Mo-99, який отриманий у ядерній промисловості використовується в якості індикаторного елементу. Молібденові пігменти від червоно-жовтого до яскраво червоного жовтогарячого використовуються у фарбах, чорнилах, пластмасах та гумових матеріалах.

Історія[ред.ред. код]

Молібден (від грецької molybdos, що означає "подібний до свинцю") не знайдений в чистому вигляді в природі, і сполуки, що містили молібден до кінця 18-ого сторіччя, переплутувалися зі сполуками інших елементів, таких як вуглець та свинець. В 1778 Карл Вильгельм Шееле зміг визначити, що молібден відрізняється від графіту і свинцю, та відокремив окис металу з молібденіту. В 1782 Хєлм отримав неочищений екстракт металу, відновлюючи окис із вуглецем. Молібден незначно використовувався та залишався в лабораторіях до кінця 19-ого сторіччя. Згодом, французька компанія, Schneider and Co, спробувала молібден як легуючий агент в сталевій пластині броні та відзначила її корисні властивості.

Знаходження в природі[ред.ред. код]

Детальніші відомості з цієї теми Ви можете знайти в статті Молібденові руди.

Хоча молібден знайдений в таких мінералах, як вульфеніт (PbMoO4) та повеліт (CaMoO4), головним промисловим джерелом молібдену є молібденіт (MoS2). Молібден видобувається безпосередньо, а також як побічний продукт видобутку міді. Молібден присутній у рудах від 0,01 % приблизно до 0,5 %. Сукупно Китай, США та Чилі володіють більш ніж двома третинами світових запасів молібденових руд.

Отримання[ред.ред. код]

Промислове одержання молібдену починається з збагачення руд флотаційним методом. Отриманий концентрат обпалюють до утворення оксиду МоО3:
2MoS2 + 7O2 → 2MoO3 + 4SO2,
який піддають додатковій очистці. Далі МоО3 відновлюють воднем.

Елементарний Молібден в шматочках.

Біологічна роль[ред.ред. код]

Як з’ясовано, молібден відіграє значну роль у біології всіх класів організмів. Це виявлено для двох груп ферментів, нітрогеназ та ферментів molybdopterin (молібдоптеріноксидоредуктоза).

Нітрогенази знайдені в бактеріях, і залучені у зв'язування азоту. Бактерії можуть бути знайдені всередині рослин. Атом молібдену присутній в кластері (див. хімію кластерів), який включає атоми сірки та заліза. Назва molybdopterin уводить в оману, оскільки група ферментів включає утримуючі вольфрам ферменти, і слово "molybdopterin" фактично не звернуте до атому металу. Група може також згадуватися як "одноядерні ферменти молібдену", оскільки атом металу відсутній в кластері. Ця група ферментів залучена в різні процеси, як частина глобальних сірчаних, азотних та вуглецевих циклів, та, як правило, залучена як частина процесу в переміщення атому кисню.

При вирощуванні рослин існує потреба в наявності незначної кількості молібдену. Дефіцит молібдену призводить до непродуктивності ґрунтів. Рослини і тварини мають наявність молібдену в кількостях декількох частин на мільйон. У тварин молібден є діючим кофактором оксидази ксантину, ферменту, який залучений в розкладання пурину та формування сечової кислоти. У деяких тварин, додавання малих кількостей молібдену до їжі підсилює ріст.

Ізотопи[ред.ред. код]

Молібден має шість стійких ізотопів та приблизно двадцять радіоізотопів, значна кількість яких мають період напіврозпаду, що вимірюється в секундах. Mo-99 використовується з метою отримання технецію-99m для створення гамма-випромінюючого ізотопу Tc-99m для виробництва ізотопів (що зазвичай використовуються в медицині).

Запобіжні заходи[ред.ред. код]

Пил молібдену та його з’єднань, таких як триокис молібдену і молібдатів, що розчинюються у воді, можуть мати незначну токсичність при вдиханні або потраплянні всередину. Лабораторні тести свідчать, що такий молібден, у порівнянні з багатьма важкими металами, має відносно низьку токсичність. Гостра токсичність у людей малоймовірна, оскільки доза для ураження повинна бути винятково великою. Є ризик накопичення молібдену організмах працюючих в видобувній промисловості та на збагаченні руд, в хімічній промисловості, але досі не було повідомлень про такі ураження. Хоча розчинні у воді сполуки молібдену можуть мати невелику токсичність, ті, які є нерозчинними, типу мастильного дисульфіду молібдену, як видається, є неотруйними.

Однак, події в екологічних ланцюгах, які пов’язані з молібденом, можуть скінчитися серйозними наслідками для здоров’я. В 1996 році, внаслідок збільшення кислотних дощів поблизу Уппсали, Швеція відбулось виснаження в природних харчових продуктах американського лося в сусідніх сільських районах. Це змусило американських лосів вживати вівсяне зерно з полів фермерів, ґрунти яких були оброблені вапном з метою компенсування впливу кислоти. Вапно викликало зміни у рівнях кадмію та інших металів з невеликою кількістю в ґрунті, та привело до значного збільшення кількості молібдену у зерні вівса. Приймання в їжу вівса сотнями американських лосів викликало серйозне порушення відношення молібдену до міді в печінці, що призвело до виснаження, волосяного знебарвлення, виразки, діареї, конвульсій, сліпоти, остеопорозів і, в кінцевому результаті до зупинки серця.

Див. також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]