Molibden

Molibden (Mo, łac. molybdenum) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych. Nazwa pochodzi od greckiego μόλυβδος molybdos ‘ołów’, dosłownie oznaczając „podobny do ołowiu”.

Ten artykuł dotyczy pierwiastka chemicznego. Zobacz też: inne znaczenia skrótu Mo oraz MO.

Molibden

niob ← molibden → technet
Cr ↑ Mo ↓ W 42 Mo
Wygląd
metaliczny szary
Widmo emisyjne molibdenu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	molibden, Mo, 42 (łac. molybdenum)
Grupa, okres, blok	6 (VIB), 5, d
Stopień utlenienia	−IV, −II, −I, 0, I, II, III, IV, V, VI
Właściwości metaliczne	metal przejściowy
Właściwości tlenków	silnie kwasowe
Masa atomowa	95,95 ± 0,01[a][1]
Stan skupienia	stały
Gęstość	10280 kg/m³
Temperatura topnienia	2623 °C[2]
Temperatura wrzenia	4639 °C[2]
Numer CAS	7439-98-7
PubChem	23932
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny 145 pm 145 pm Konfiguracja elektronowa [Kr]4d55s1 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 13, 1 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 2,16 1,30 Potencjały jonizacyjne I 684,3 kJ/mol II 1560 kJ/mol III 2618 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 598 kJ/mol Ciepło topnienia 32 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 3,47 Pa (3000 K) Konduktywność 18,7×106 S/m Ciepło właściwe 250 J/(kg·K) Przewodność cieplna 138 W/(m·K) Układ krystalograficzny regularny przestrzennie centrowany Twardość • w skali Mohsa 5,5 Prędkość dźwięku 5400 m/s (cienki pręt) Objętość molowa 9,38×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 92Mo 14,84% stabilny izotop z 50 neutronami 93Mo {syn.} 4×104 lat w.e. 0,405 93 Nb 94Mo 9,25% stabilny izotop z 52 neutronami 95Mo 15,92% stabilny izotop z 53 neutronami 96Mo 16,68% stabilny izotop z 54 neutronami 97Mo 9,55% stabilny izotop z 55 neutronami 98Mo 24,13% stabilny izotop z 56 neutronami 99Mo {syn.} 65,94 h β− 1,357 99 Tc 100Mo 9,63% 7,8×1018 lat β−β− 3,04 100 Ru
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-05] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanej karty charakterystyki Niebezpieczeństwo Zwroty H H228 Zwroty P P210 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[3] 0 0 3   Numer RTECS QA4680000
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Właściwości

Płytki molibdenu

Czysty molibden jest srebrzystobiały, bardzo twardy i ma jedną z najwyższych temperatur topnienia spośród pierwiastków^[4][5]. W małych ilościach nadaje stali odporność chemiczną i twardość, zmniejszając przy tym jej kruchość^[6].

Podobnie jak inne chromowce jest mało aktywny chemicznie. W temperaturze pokojowej jest odporny na warunki atmosferyczne, po podgrzaniu reaguje z wieloma niemetalami^[7]. Na zimno reaguje z fluorem i niektórymi kwasami, np. ze stężonym kwasem siarkowym, wodą królewską^[6] i rozcieńczonym kwasem azotowym^[8], natomiast w stężonym kwasie azotowym ulega pasywacji^[6]. W związkach występuje na stopniach utlenienia od −IV do VI, z wyjątkiem −III^[7], przy czym związki MoVI
są najtrwalsze^[5]. Z tlenem tworzy fioletowy MoO
2, biały MoO
3 i kilka tlenków, w których jego formalny stopień utlenienia przyjmuje wartości pośrednie między V a VI, np. Mo
4O
11 i Mo
9O
26^[7]. MoO
3 jest bezwodnikiem kwasu molibdenowego H
2MoO
4 i szeregu kwasów polimolibdenowych, tworzących sole – molibdeniany^[6].

Zastosowanie

Ponad 2/3 produkcji molibdenu jest używane jako dodatek w stopach (w połączeniu z chromem stanowi materiał lekki i bardzo mocny). Zużycie molibdenu wzrosło w czasie II wojny światowej, z powodu niedostatku wolframu. Molibdenu używa się w stalach wysokoodpornych i wysokotemperaturowych. Niektóre stopy (np. stopy marki Hastelloy^{[potrzebny przypis]}) są szczególnie odporne na wysoką temperaturę i korozję^[9].

Molibden jest też używany w przemyśle lotniczym, zbrojeniowym, a także do produkcji elementów lamp żarowych, jako wspornik wolframowego żarnika. Kompleksy molibdenu są stosowane jako katalizator w przemyśle naftowym, szczególnie przy usuwaniu siarki z produktów naftowych.

Izotop molibdenu 99 znajduje zastosowanie w przemyśle nuklearnym.^{[potrzebny przypis]}

Wiele kompleksów molibdenu jest stosowane jako barwniki o różnych odcieniach koloru pomarańczowego, używane do produkcji farb, tuszów, tworzyw sztucznych i produktów gumowych.

Szersze zastosowanie znalazły m.in. tlenek Mo
5O
14 (błękit molibdenowy), wykorzystywany jako barwnik w przemyśle włókienniczym, MoO
3 – katalizator^[10][11][12], disiarczek molibdenu (MoS
2) do produkcji smarów i heptamolibdenian amonu ((NH
4)
6Mo
7O
24) stosowany w chemii analitycznej do strącania fosforanów^[6].Ponadto wykorzystuje się go do produkcji powłok, baterii^[13], specjalnych luster^[14] i ogniw słonecznych^[15].

Rudy molibdenu stosuje się do produkcji węglików spiekanych.^{[potrzebny przypis]}

Występowanie

W skorupie ziemskiej molibden występuje w ilości 1,5 ppm. Podstawowym źródłem tego pierwiastka jest molibdenit (MoS
2), w mniejszym stopniu wulfenit (PbMoO
4) i powellit (CaMoO
4).

Molibden jest mikroelementem, odgrywa ważną rolę w metabolizmie roślin; również w enzymach^[8].

Światowe wydobycie

Wydobycie molibdenu na świecie w 2005 roku

W światowym wydobyciu rud molibdenu w przeliczeniu na czysty składnik, wynoszącym w 2002 roku ok. 135 tys. ton przodowały: Chiny (39 tys. ton), USA (32 tys. ton) i Chile (30 tys. ton). Pozostałe kraje w których wydobywa się molibden to: Kanada, Meksyk, Peru, Rosja, Iran, Mongolia, Namibia, Demokratyczna Republika Konga, Maroko, Algieria, Australia, Austria, Słowenia, Rumunia, Niemcy, Turcja, Norwegia.

Występowanie w organizmie

Molibden wchodzi w skład niektórych metaloflawoprotein – oksydazy ksantynowej uczestniczącej w metabolizmie puryn oraz (obok żelaza) dehydrogenazy aldehydowej^[16], katalizującej m.in. utlenianie aldehydu octowego do kwasu octowego^[17].

Historia

Ζwiązki molibdenu do końca XVIII wieku były mylone ze związkami innych pierwiastków, przede wszystkim węgla i ołowiu. W 1778 roku Carlowi Wilhelmowi Scheele udało się oddzielić molibden od grafitu i ołowiu oraz otrzymać tlenek z molibdenitu. W 1781 roku Peter Jacob Hjelm wyodrębnił metal, redukując jego tlenek węglem. Molibden nie znalazł zastosowania poza laboratoriami do końca XIX wieku, gdy właściwości jego stopów zostały dostrzeżone przez Francuzów.

Uwagi

1. Znane są próbki geologiczne, w których pierwiastek ten ma skład izotopowy odbiegający od występującego w większości źródeł naturalnych. Masa atomowa pierwiastka w tych próbkach może więc różnić się od podanej w stopniu większym niż wskazana niepewność. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.