Молібден

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
(Перенаправлено з Mo)
Перейти до навігації Перейти до пошуку
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
Молярна теплоємність 0,251 Дж/(К·моль)
Теплопровідність (138) Вт/(м·К)
Температура плавлення 2890 К
Теплота плавлення 28 кДж/моль
Температура кипіння 4885 К
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 с/а n/a
Температура Дебая 380,00 К
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 Nh Fl Mc Lv Ts Og
* 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
CMNS: Молібден у Вікісховищі

Молібде́н[1] (лат. molybdenum, від грец. μολυβδος - «свинець»; названий за схожість його руд зі свинцевими)[2] - хімічний елемент. Позначається як Мо, у періодичній таблиці елементів його атомний номер 42, атомна маса 95,94. електронна конфігурація [Kr]4d55s1; група VI, період 5, d-блок. Має 7 стабільних ізотопів (92, 94, 95, 96, 97, 98-найбільше, 100). Ступені окиснення від +6 до –2. Галіди Mo6+ - полімерні з Mо–Mо зв'язками. У нижчих ступенях окиснення типовими є фосфінові і карбонільні похідні. З донорними атомами, зокрема з О- та S-лігандами, утворює комплекси у вищих ступенях окиснення. Відомі комплекси з нітрогеновмісними лігандами. Оксиди МоО2 , МоО3.

Проста речовина - молібден. tпл = 2620 °С; tкип = 4600 °С. Сріблясто-сірий тугоплавкий метал. Густина 10200 кг/м3. Окиснюється на повітрі з утворенням захисної оксидної плівки.

Загальна характеристика[ред. | ред. код]

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 верстатобудування, 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. Основна сировина для виробництва молібдену та його сплавів і сполук - молібденітові концентрати, що містять 45-52 % Мо, 28-32 % S і домішки ряду хімічних 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 має сріблясто-білий колір, досить м'який з однією з найвищих температур плавлення з усіх відомих чистих простих речовин - металів. Чистий метал має тенденцію до розшаровування при механічній обробці.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 у деяких ферментах, наприклад ксантиноксидазу.

Застосування[ред. | ред. код]

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.

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

Дисульфід молібдену — гарна суха мастильна речовина, особливо при високих температурах. Ізотоп Mo-99, отриманий у ядерній промисловості, використовується як індикаторний елемент. 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 знайдено у чистому вигляді в природі, і сполуки, що містили молібден до кінця 18-го сторіччя, змішувалися зі сполуками інших елементів, таких як Карбон та Плюмбум. У 1778 році Карл Вільгельм Шеєле зміг визначити, що молібден відрізняється від графіту і свинцю, та виділив оксид металу з молібденіту. У 1782-му Єльм отримав неочищений екстракт металу, відновлюючи оксид із вуглецем. Молібден рідко використовувався та залишався в лабораторіях до кінця 19-го сторіччя. Згодом французька компанія Schneider and Co спробувала молібден як легуючий агент у сталевій пластинчастій броні та відзначила її корисні властивості.

Знаходження в природі[ред. | ред. код]

Докладніше: Молібденові руди

Зустрічається у вигляді мінералу молібденіту. Молібден - малопоширений елемент. Кларк 1,1·10-4 % за масою. Варіації концентрацій у породах різного складу незначні - (0,4-3,5)·10-4 % за масою. Основні мінерали Молібдену - молібденіт, молібдит і повеліт.

Хоча молібден знайдений у 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.

Молібденове родовище Аліс Арм (Alice Arm) знаходиться у Канаді, провінція Британської Колумбії.

Отримання[ред. | ред. код]

Промислове одержання молібдену починається з збагачення руд флотаційним методом. Отриманий концентрат обпалюють до утворення оксиду МоО3:

який піддають додатковій очистці. Далі МоО3 відновлюють воднем.

Елементарний Молібден в шматочках.

Біологічна роль[ред. | ред. код]

Молібден відіграє значну роль у біології всіх класів організмів. Наразі, це з'ясовано для двох груп ферментів, нітрогеназ та ферментів molybdopterin (молібдоптеріноксидоредуктоза).

Нітрогенази знайдені в бактеріях, і залучені у зв'язуванні​ азоту. Бактерії можуть бути знайдені всередині рослин. Атом молібдену присутній в кластері (див. хімію кластерів), який включає атоми сірки та заліза. Назва molybdopterin вводить в оману, оскільки група ферментів включає утримуючі вольфрам ферменти, і слово «molybdopterin» фактично невідноситься​ до атому металу. Група може також згадуватися як «одноядерні ферменти молібдену», оскільки атом металу відсутній у 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 незначній кількості молібдену. Дефіцит молібдену призводить до непродуктивності ґрунтів. Рослини і тварини мають молібден 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.

Фізіологічне значення Молібдену для організму тварин і людини вперше було показано 1953 р. з відкриттям впливу цього елемента на активність ферменту ксантиноксидази. Молібден входить до складу ферментів (альдегідоксидаза, сульфітоксидаза, ксантиноксидаза тощо), які виконують важливі фізіологічні функції, зокрема регуляцію обміну сечової кислоти. Нестача Молібдену в організмі супроводжується зменшенням в тканинах ксантиноксидази. Відомо, що Молібден відіграє важливу роль у процесі включення Флуору в зубну емаль та стимуляції процесу кровотворення.

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 сполук, таких як триоксид молібдену і розчинні у воді молібдати, 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 в організмах людей, що пацюють у 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 показує практика, є неотруйними.

Однак події в екологічних ланцюгах, які пов'язані з молібденом, можуть скінчитися серйозними наслідками для здоров'я. У 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]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. Молібден // Словник української мови : в 11 т. — К. : Наукова думка, 1970—1980.
  2. Molybdenum. www.etymonline.com.