Что такое Молибден, molybdaenum, характеристики, свойства

Молибден — это химический элемент Mo элемент шестой группы (по старой классификации — побочной подгруппы шестой группы) пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева , атомный номер 42 . Обозначается символом Mo ( лат. Molybdaenum). Простое веществомолибден — переходный металл светло-серого цвета . Главное применение находит в металлургии .

Молибден класс химических элементов

Элемент Mo — относится к группе, классу хим элементов (элемент шестой группы (по старой классификации — побочной подгруппы шестой группы) пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева , атомный номер 42)

Элемент Mo свойство химического элемента Молибден Molybdaenum

Основные характеристики и свойства элемента Mo…, его параметры.

формула химического элемента Молибден Molybdaenum

Химическая формула Молибдена:

Атомы Молибден Molybdaenum химических элементов

Атомы Molybdaenum хим. элемента

Molybdaenum Молибден ядро строение

Строение ядра химического элемента Molybdaenum — Mo,

История открытия Молибден Molybdaenum

Открытие элемента Molybdaenum —

Молибден Molybdaenum происхождение названия

Откуда произошло название Molybdaenum …

Распространённость Молибден Molybdaenum

Как любой хим. элемент имеет свою распространенность в природе, Mo …

Получение Молибден Molybdaenum

Molybdaenum — получение элемента

Физические свойства Молибден Molybdaenum

Основные свойства Molybdaenum

Изотопы Molybdaenum Молибден

Наличие и определение изотопов Molybdaenum

Mo свойства изотопов Молибден Molybdaenum

Химические свойства Молибден Molybdaenum

Определение химических свойств Molybdaenum

Меры предосторожности Молибден Molybdaenum

Внимание! Внимательно ознакомьтесь с мерами безопасности при работе с Molybdaenum

История и происхождение названия

Открыт в 1778 году шведским химиком Карлом Шееле , который, прокаливая молибденовую кислоту, получил МоО 3 . В металлическом состоянии впервые получен П. Гьельмом в 1781 г. восстановлением оксида углём: он получил молибден, загрязненный углеродом и карбидом молибдена. Чистый молибден в 1817 году получил Й. Берцелиус восстановлением оксида водородом .

Название происходит от др.-греч. μόλυβδος, означающего «свинец». Оно дано из-за внешнего сходства молибденита (MoS 2 ), минерала , из которого впервые удалось выделить оксид молибдена, со свинцовым блеском (PbS). Вплоть до XVIII в. молибденит не отличали от графита из-за 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. В земной коре молибден распространён относительно равномерно. Меньше всего содержат молибдена ультраосновные и карбонатные породы (0,4 — 0,5 г/т). Концентрация молибдена в породах повышается по мере увеличения SiO 2 . Молибден находится также в морской и речной воде, в золе растений, в углях и нефти. Содержание молибдена в морской воде колеблется от 8,9 до 12,2 мкг/л для разных океанов и акваторий. Общим является то, что воды вблизи берега и верхние слои меньше обогащены молибденом, чем воды на глубине и вдали от берега. Наиболее высокие концентрации молибдена в породах связаны с акцессорными минералами (магнетит, ильменит, сфен), однако основная масса его заключена в полевых шпатах и меньше в кварце. Молибден в породах находится в следующих формах: молибдатной и сульфидной в виде микроскопических и субмикроскопических выделений, изоморфной и рассеянной (в породообразующих минералах). Молибден обладает большим сродством с серой, чем с кислородом, и в рудных телах образуется сульфид четырёхвалентного молибдена — молибденит.

Для кристаллизации молибденита наиболее благоприятны восстановительная среда и повышенная кислотность.

В поверхностных условиях образуются преимущественно кислородные соединения Мо 6+ . В первичных рудах молибденит встречается в ассоциации с вольфрамитом и висмутином, с минералами меди (медно-порфировые руды), а также с галенитом, сфалеритом и урановой смолкой (в низкотемпературных гидротермальных месторождениях). Хотя молибденит считается устойчивым сульфидом по отношению к кислым и щелочным растворителям, в природных условиях при длительном воздействии воды и кислорода воздуха молибденит окисляется, и молибден может интенсивно мигрировать с образованием вторичных минералов. Этим можно объяснить повышенные концентрации молибдена в осадочных отложениях — углистых и кремнисто-углистых сланцах и углях.

Известно около 20 минералов молибдена. Важнейшие из них: молибденит MoS 2 (60 % Mo), повеллит СаМоО 4 (48 % Мо), молибдит Fe(MoO 4 )3 ·nH 2 O (60 % Mo) и вульфенит PbMoO 4 .

Месторождения

Крупные месторождения молибдена известны в США , Мексике , Чили , Канаде , Австралии , Норвегии , России . В России молибден выпускают на Сорском ферромолибденовом заводе. Более 7 % от мировых запасов молибдена расположены в Армении[7] , причем 90 % из них сосредоточены в Каджаранском медно-молибденовом месторождении .

В космосе

Аномально высокое содержание молибдена наблюдается в звездных образованиях, состоящих из красного гиганта (или сверхгиганта), внутри которого находится нейтронная звезда — объектах Ландау-Торна-Житковой .

Добыча

Залежи молибдена и его добыча по странам
Страна Залежи (тыс. т) 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2014]
США США 2700 37,6 32,3 29,9 41,5 58,0 59,8 59,4 68,2
Китай Китай 3000 28,2 30,33 32,22 29,0 40,0 43,94 46,0 103,0
Чили Чили 1905 33,5 29,5 33,4 41,48 47,75 43,28 41,1 48,8
Перу Перу 850 8,35 8,32 9,63 9,6 17,32 17,21 17,25 17,0
Канада Канада 95 8,56 7,95 8,89 5,7 7,91 7,27 8,0 9,7
Россия Россия 360 3,93 4,29 3,57 3,11 3,84 3,94 4,16 4,8
Мексика Мексика 135 5,52 3,43 3,52 3,7 4,25 2,52 4,0 14,4
Армения Армения 635 3,4 3,6 3,5 3,0 2,75 3,0 3,0 7,1
Иран Иран 120 2,6 2,4 2,4 1,5 2,0 2,0 2,5 4,0
Монголия 294 1,42 1,59 1,6 1,7 1,19 1,2 1,5 2,0
Узбекистан Узбекистан 203 0,58 0,5 0,5 0,5 0,57 0,6 0,5 0,5
Болгария Болгария 10 0,4 0,4 0,2 0,2 0,2 0,4 0,4 ?
Казахстан Казахстан 130 0,09 0,05 0,05 0,23 0,23 0,25 0,4
Киргизия Киргизия 100 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 ?
Прочие 1002
Итого 11539 134,4 124,91 129,63 141,47 186,26 185,66 188,71
Источник: ИнфоМайн исследовательская группа. Объединение независимых экспертов в области минеральных ресурсов, металлургии и химической промышленности.

Генетические группы и промышленные типы месторождений

1. Контактово-метасоматические (скарновые).

2. Гидротермальные.

А. Высокотемпературные (грейзеновые).
Б. Среднетемпературные.
а. кварц-молибденитовые.
б. кварц-сфалерит-галенит-молибденитовые.
в. кварц-халькопирит-молибденитовые (меднопорфировые руды).
г. настуран-молибденитовые.

Получение

Промышленное получение молибдена начинается с обогащения руд флотационным методом . Полученный концентрат обжигают до образования оксида МоО 3 :

{\\mathsf {2MoS_{2}+7O_{2}\\rightarrow 2MoO_{3}+4SO_{2}}} ,

который подвергают дополнительной очистке. Далее МоО 3 восстанавливают водородом:

{\\mathsf {MoO_{3}+3H_{2}\\rightarrow Mo+3H_{2}O}}

Полученные заготовки обрабатывают давлением ( ковка , прокатка , протяжка ).

Физические свойства

Молибден — светло-серый металл с кубической объёмноцентрированной решёткой типа α-Fe (a = 3,14 Å; z = 2; пространственная группаIm3m ), парамагнитен , шкала Мооса определяет его твердость 4.5 баллам. Механические свойства, как и у большинства металлов, определяются чистотой металла и предшествующей механической и термической обработкой (чем чище металл, тем он мягче). Обладает крайне низким коэффициентом теплового расширения . Молибден является тугоплавким металлом c температурой плавления 2620 °C и температурой кипения — 4639 °C.

Изотоп

Природный молибден состоит из семи стабильных изотопов: 92 Мо (15,86% по массе), 94 Мо (9,12%), 95 Мо (15,70), 96 Мо (16,50%), 97 Мо (9,45%), 98 Мо (23,75) и 100 Мо (9,62%).

Химические свойства

При комнатной температуре на воздухе молибден устойчив. Начинает окисляться при 400 °C. Выше 600 °C быстро окисляется до триоксида МоО 3 . Этот оксид получают также окислением дисульфида молибдена MoS 2 и термолизом молибдата аммония (NH 4 )6 Mo 7 O24 ·4H 2 O.

Мо образует оксид молибдена (IV) МоО 2 и ряд оксидов, промежуточных между МоО 3 и МоО 2 .

С галогенами Mo образует ряд соединений в разных степенях окисления. При взаимодействии порошка молибдена или МоО 3 с F2 получают гексафторид молибдена MoF 6 , бесцветную легкокипящую жидкость. Mo (+4 и +5) образует твердые галогениды MoHal 4 и MoHal 5 (Hal = F , Cl , Br ). С иодом известен только дийодид молибдена MoI 2 . Молибден образует оксигалогениды: MoOF 4 , MoOCl 4 , MoO 2 F2 , MoO 2 Cl 2 , MoO 2 Br 2 , MoOBr 3 и другие.

При нагревании молибдена с серой образуется дисульфид молибдена MoS 2 , с селеном — диселенид молибдена состава MoSe 2 . Известны карбиды молибдена Mo 2 C и MoC — кристаллические высокоплавкие вещества и силицид молибдена MoSi 2 .

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: Мо 2 О 5 ·Н 2 О, Мо 4 О 11 ·Н 2 О и Мо 8 О 23 ·8Н 2 О.

Mo образует молибдаты, соли не выделенных в свободном состоянии слабых молибденовых кислот, хН 2 О· уМоО 3 (парамолибдат аммония 3(NH 4 )2 O·7MoO 3 ·zH 2 O; СаМоО 4 , Fe 2 (МоО 4 )3 — встречаются в природе). Молибдаты металлов I и III групп содержат тетраэдрические группировки [МоО 4].

При подкислении водных растворов нормальных молибдатов образуются ионы MoO 3 OH , затем ионы полимолибдатов: гепта-, (пара-) Мо 7 О 266− , тетра-(мета-) Мо 4 О 132− , окта- Мо 8 О 264− и другие. Безводные полимолибдаты синтезируют спеканием МоО 3 с оксидами металлов .

Существуют двойные молибдаты, в состав которых входят сразу два катиона, например, М +1 М +3 (МоО 4 )2 , М +15 М +3 (МоО 4 )4 . Оксидные соединения, содержащие молибден в низших степенях окисления — молибденовые бронзы, например, красная K0,26 MoO 3 и синяя К 0,28 МоО 3 . 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, MoS 2 используется как твердая высокотемпературная смазка. Mo входит в состав микроудобрений. Радиоактивные изотопы93 Mo (T 1/2 6,95ч) и 99 Mo (T 1/2 66ч) — изотопные индикаторы .

Молибден — один из немногих легирующих элементов , способных одновременно повысить прочностные , вязкие свойства стали и коррозионную стойкость. Обычно при легировании одновременно с увеличением твёрдости растет и хрупкость металла. Известны случаи использования молибдена при изготовлении в Японии холодного оружия в XI — XIII вв .

Молибден-99 используется для получения технеция-99 , который используется в медицине при диагностике онкологических и некоторых других заболеваний. Общее мировое производство молибдена-99 составляет около 12 000 Кюри в неделю (из расчёта активности на шестой день), стоимость молибдена-99 — 46 млн долларов за 1 грамм (470 долларов за 1 Ки) .

В 2005 году 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). Трёхокись молибдена (молибденовый ангидрид) широко применяется в качестве положительного электрода в литиевых источниках тока.

Молибден применяется в высокотемпературных вакуумных печах сопротивления в качестве нагревательных элементов и теплоизоляции. Дисилицид молибдена применяется в качестве нагревателей в печах с окислительной атмосферой, работающих до 1800 °С.

Из молибдена изготовляются крючки-держатели тела накала ламп накаливания , в том числе ламп накаливания общего назначения.

Молибденовая проволока диаметром 0.05—0.2 мм используется в проволочных электроэрозионных станках для резки металлов с очень высокой точностью (до 0.01 мм), в том числе и заготовок большой толщины (до 500 мм). В отличие от медной и латунной проволоки, которые используются однократно в подобных станках, молибденовая многоразовая (~300—500 метров хватает на 30—80 часов непрерывной работы), что несколько уменьшает точность обработки, но повышает ее скорость и снижает ее стоимость.

Биологическая роль

Физиологическое значение молибдена для организма животных и человека было впервые показано в 1953 г., с открытием влияния этого элемента на активность фермента ксантиноксидазы . Молибден промотирует (делает более эффективной) работу антиокислителей, в том числе витамина С. Важный компонент системы тканевого дыхания. Усиливает синтез аминокислот, улучшает накопление азота. Молибден входит в состав ряда ферментов (альдегидоксидаза, сульфитоксидаза, ксантиноксидаза и др.), выполняющих важные физиологические функции, в частности, регуляцию обмена мочевой кислоты.

\Молибденоэнзимы катализируют гидроксилирование различных субстратов. Альдегидоксидаза окисляет и нейтрализует различные пиримидины , пурины , птеридины . Ксантиноксидаза катализирует преобразование гипоксантинов в ксантины, а ксантины — в мочевую кислоту. Сульфитоксидаза катализирует преобразование сульфита в сульфат.

Недостаток молибдена в организме сопровождается уменьшением содержания в тканях ксантиноксидазы. При недостатке молибдена страдают анаболические процессы, наблюдается ослабление иммунной системы. Тиомолибдат аммония (растворимая соль молибдена), является антагонистом меди и нарушает её утилизацию в организме.

Круговорот азота

Молибден входит в состав активного центра нитрогеназы — фермента для связывания атмосферного азота (распространён у бактерий и архей ).

Микроэлемент

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

Влияет на размножение (у растений).

Физиологическое действие

Пыль молибдена и его соединений раздражает дыхательные пути, при длительном вдыхании — неизлечимое и необратимое заболевание ( пневмокониоз ). Также могут развиться полиартралгии, артрозы, гипотония, в крови может снизиться концентрация гемоглобина, число эритроцитов и лейкоцитов

Стоимость Молибден Molybdaenum

Рыночная стоимость Mo, цена Молибден Molybdaenum На 2016 год стоимость молибдена составляет около $11 750 за тонну.

Примечания

Список примечаний и ссылок на различные материалы про хим. элемент Mo