Молибден

Молибден
Молибден
	← Ниобий \| Технеций →
	Периодическая система элементов +42Mo Файл:Electron shell +42 Molybdenum.svg
	Периодическая система элементов +42Mo Файл:Electron shell +42 Molybdenum.svg
Свойства атома
Название, символ, номер	, +42
Номер CAS	7439-98-7

История

Открыт в 1778 шведским химиком К.Шееле, который прокаливая молибденовую кислоту, получил оксид МоО 3. Восстановив его углем, он получил молибден. Этот металл был загрязнен углем и карбидом молибдена. Чистый молибден в 1817 получил Й.Берцелиус.

Происхождение названия

Название происходит от греческого molybdos, означающего «свинец». Оно дано из-за внешнего сходства молибденита (MoS₂), минерала из которого впервые удалось выделить оксид молибдена, со свинцовым блеском (PbS). Вплоть до XVIII в. молибденит не отличали от графита и свинцового блеска; эти минералы носили общее название «молибден».

Нахождение в природе

Содержание в земной коре 3·10^-4% по массе. В свободном виде молибден не встречается. Известно около 20 минералов молибдена. Важнейшие из них: молибденит МоS₂, повеллит СаМоО4, молибдит Fe(MoO₄)₃·nH₂O и вульфенит PbMoO₄.

Получение

Промышленное получение молибдена начинается с обогащения руд флотационным методом. Полученный концентрат обжигают до образования оксида МоО₃: 2МоS₂ + 7O₂ = 2MoO₃ + 4SO₂, который подвергают дополнительной очистке. Далее МоО₃ восстанавливают водородом. Полученные заготовки обрабатывают давлением (ковка, прокатка, протяжка).

Физические свойства

Молибден — светло-серый металл с кубической объемно центрированной решеткой типа α-Fe, а=0,314 нм. Парамагнитен. Механические свойства определяются чистотой металла и предшествующей механической и термической обработкой (чем чище металл, тем он мягче).

Химические свойства

При комнатной температуре на воздухе Mo устойчив. Начинает окисляться при 400°C. Выше 600°C быстро окисляется до триоксида МоО₃. Этот оксид получают также окислением дисульфида молибдена МоS₂ и термолизом молибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O.

Мо образует оксид молибдена (IV) МоО₂ и ряд оксидов, промежуточных между МоО₃ и МоО₂.

С галогенами Mo образует ряд соединений в разных степенях окисления. При взаимодействии порошка молибдена или МоО₃ с F₂ получают гексафторид молибдена МоF₆, бесцветную легкокипящую жидкость. Mo (+4 и +5) образует твердые галогениды МоHal₄ и МоHal₅ (Hal = F, Cl, Br). С иодом известен только дииодид молибдена MoI₂. Молибден образует оксигалогениды: MoOF₄, MoOCl₄, MoO₂F₂, MoO₂Cl₂, MoO₂Br₂, MoOBr₃ и другие.

При нагревании молибдена с серой образуется дисульфид молибдена МоS₂, с селеном — диселенид молибдена состава MoSe₂. Известны карбиды молибдена Mo₂C и MoC — кристаллические высокоплавкие вещества и силицид молибдена МоSi₂.

Особая группа соединений молибдена — молибденовые сини. При действии восстановителей - сернистого газа, цинковой пыли, алюминия или других на слабокислые (рН 4) суспензии оксида молибдена образуются ярко-синие вещества переменного состава: Мо₂О₅·Н₂О, Мо₄О₁₁·Н₂О и Мо₈О₂₃·8Н₂О.

Mo образует молибдаты, соли не выделенных в свободном состоянии слабых молибденовых кислот, хН₂О· уМоО₃ (парамолибдат аммония 3(NH₄)₂O·7MoO₃·zH₂O; СаМоО₄, Fe₂(МоО₄)₃ — встречаются в природе). Молибдаты металлов I и III групп содержат тетраэдрические группировки [МоО₄].

При подкислении водных растворов нормальных молибдатов образуются ионы MoO₃OH^–, затем ионы полимолибдатов: гепта-, (пара-) Мо₇О₂₆^6-, тетра-(мета-) Мо₄О₁₃^2-, окта- Мо₈О₂₆^4- и другие. Безводные полимолибдаты синтезируют спеканием МоО₃ с оксидами металлов.

Существуют двойные молибдаты, в состав которых входят сразу два катиона, например, М⁺¹М⁺³(МоО₄)₂, М⁺¹₅М⁺³(МоО₄)₄. Оксидные соединения, содержащие молибден в низших степенях окисления — молибденовые бронзы, например, красная K_0,26MoO₃ и синяя К_0,28МоО₃. Эти соединения обладают металлической проводимостью и полупроводниковыми свойствами.

Применение

Молибден используется для легирования сталей, как компонент жаропрочных и коррозионностойких сплавов. Молибденовая проволока (лента) служит для изготовления высокотемпературных печей, вводов электрического тока в лампочках. Соединения молибдена — сульфид, оксиды, молибдаты — являются катализаторами химических реакций, пигментами красителей, компонентами глазурей. Гексафторид молибдена применяется при нанесении металлического Mo на различные материалы, МоSi₂ используется как твердая высокотемпературная смазка. Mo входит в состав микроудобрений. Радиоактивные изотопы ⁹³Mo (T_1/2 6,95ч) и ⁹⁹Mo (T_1/2 66ч) — изотопные индикаторы.

В 2005 мировые поставки молибдена (в пересчёте на чистый молибден) составили, по данным Sojitz Alloy Division, 172,2 тыс. тонн (в 2003 - 144,2 тыс. тонн). Чистый монокристаллический молибден используется для производства зеркал для мощных газодинамических лазеров. Теллурид молибдена является очень хорошим термоэлектрическим материалом для производства термоэлектрогенераторов(термо-э.д.с 780 мкВ/К).

Биологическая роль

Микроэлемент

Микроколичества Mo необходимы для нормального развития организмов, используется в составе микроэлементной подкормки, в частности, под ягодные культуры.

Влияет на размножение (у растений).

Токсикология

Пыль молибдена и его соединений раздражает дыхательные пути.

Ссылки

↑ Wieser M. E., Coplen T. B., Wieser M. Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry — IUPAC, 2010. — Vol. 83, Iss. 2. — P. 359–396. — ISSN 0033-4545; 1365-3075; 0074-3925 — doi:10.1351/PAC-REP-10-09-14

[_6625346cd32ca377-1] Wieser M. E., Coplen T. B., Wieser M. Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry — IUPAC, 2010. — Vol. 83, Iss. 2. — P. 359–396. — ISSN 0033-4545; 1365-3075; 0074-3925 — doi:10.1351/PAC-REP-10-09-14

[1]