Molibden
| Molibden | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Telaffuz | /məˈlɪbdənəm/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Görünüm | gri metalik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standart atom ağırlığı Ar, std(Mo) | 95.95(1)[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Periyodik tablodaki Molibden | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atom numarası (Z) | 42 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grup | 6. grup | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Period | periyot 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Blok | d-blok | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Element kategorisi | Geçiş metali | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektron konfigürasyonu | [Kr] 4d5 5s1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kabuk başına elektron | 2, 8, 18, 13, 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fiziksel özellikler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| STP de Faz | katı | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erime noktası | 2896 K (2623 °C, 4753 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kaynama noktası | 4912 K (4639 °C, 8382 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Yoğunluk (r.t. yakın) | 10.28 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| sıvı olduğunda ( m.p.) | 9.33 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isı entalpisi | 37.48 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Buharlaştırma ısı | 598 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molar ısı kapasitesi | 24.06 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Buhar basıncı
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atom özellikleri | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oksidasyon durumları | −4, −2, −1, 0, +1,[2] +2, +3, +4, +5, +6 (bir güçlü asidik oksit) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegatiflik | Pauling ölçeği: 2.16 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| İyonlaşma enerjisi |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atom yarıçapı | deneysel: 139 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalent yarıçapı | 154±5 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
molibden spektral çizgileri | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Diğer özellikler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristal yapı | hacim merkezli kübik (bcc) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sesin hızı klay çubuk | 5400 m/s (r.t.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Termal Genleşme | 4.8 µm/(m·K) (25 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Termal iletkenlik | 138 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Termal yayınım | 54.3 mm2/s (at 300 K)[3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektriksel direnç | 53.4 nΩ·m (20 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Manyetik sıralama | paramanyetik[4] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Manyetik alınganlık | +89.0·10−6 cm3/mol (298 K)[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Young modülü | 329 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kayma modülü | 126 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bulk modülü | 230 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Poisson oranı | 0.31 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mohs sertliği | 5.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vickers sertliği | 1400–2740 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Brinell sertliği | 1370–2500 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS Numarası | 7439-98-7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tarihçe | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keşfeden | Carl Wilhelm Scheele (1778) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| İlk izolasyon | Peter Jacob Hjelm (1781) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| molibden ana izotopları | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molibden sembolü Mo ve 42 atom numarası ile kimyasal bir elementtir. Adı Neo-Latincede molibden, Antik Yunancada molλυβδος molybdos, kurşun anlamına gelir, çünkü cevherleri kurşun cevherleri ile karıştırılmıştır. Molibden mineralleri tarih boyunca biliniyordu, ancak element 1778'de Carl Wilhelm Scheele tarafından keşfedildi. Metal ilk olarak 1781'de Peter Jacob Hjelm tarafından izole edildi.
Molibden doğal olarak yeryüzünde bir serbest metal olarak oluşmaz; sadece minerallerdeki çeşitli oksidasyon durumlarında bulunur. Gri elementli gümüşi bir metal olan serbest element, herhangi bir elementin altıncı en yüksek erime noktasına sahiptir. Alaşımlarda kolayca sert, kararlı karbürler oluşturur ve bu nedenle elementin dünya üretiminin çoğu (yaklaşık %80), yüksek mukavemetli alaşımlar ve süper alaşımlar da dahil olmak üzere çelik alaşımlarında kullanılır.
Molibden bileşiklerinin çoğu suda düşük çözünürlüğe sahiptir, ancak molibden taşıyan mineraller oksijene ve suya temas ettiğinde, sonuçta meydana gelen molibdat iyonu MoO2−
4 oldukça çözünürdür.
Endüstriyel olarak, molibden bileşikleri (elementin dünya üretiminin yaklaşık %14'ü), pigmentler ve katalizörler olarak yüksek basınçlı ve yüksek sıcaklıktaki uygulamalarda kullanılır.
Molibden taşıyan enzimler, biyolojik azot fiksasyonu sürecinde atmosferik moleküler azottaki kimyasal bağı kırmak için açık ara en yaygın bakteri katalizörleridir. Bakteri, bitki ve hayvanlarda en az 50 molibden enzimi bilinmektedir, ancak azot fiksasyonunda sadece bakteriyel ve siyanobakteriyel enzimler yer almaktadır. Bu nitrojenazlar, tümü bir molibden kofaktöründe tamamen oksitlenmiş molibden içeren diğer molibden enzimlerinden farklı bir formda molibden içerir. Bu çeşitli molibden kofaktör enzimleri organizmalar için hayati öneme sahiptir ve molibden, tüm bakterilerde olmasa da, tüm yüksek ökaryot organizmalarında yaşam için gerekli bir elementtir.
Karakteristikleri
Fiziki ozellikleri
Saf haliyle, molibden, Mohs sertliği 5.5 ve standart atom ağırlığı 95.95 g/mol olan gümüşi-gri bir metaldir. Erime noktası 2.623 °C'dir (4,753 °F); doğal olarak oluşan elementlerin sadece tantal, osmiyum, renyum, tungsten ve karbon daha yüksek erime noktalarına sahiptir. Ticari olarak kullanılan metaller arasında en düşük termal genleşme katsayılarından birine sahiptir.
Kimyasal özellikler
Molibden Pauling ölçeğinde elektronegatifliği 2,16 olan bir geçiş metali. Oda sıcaklığında oksijen veya su ile gözle görülür reaksiyona girmez. Molibdenin zayıf oksidasyonu 300 °C'de (572 °F) başlar; kütle oksidasyonu, 600 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda meydana gelir ve molibden trioksit ile sonuçlanır. Birçok ağır geçiş metali gibi molibden sulu çözeltide bir katyon oluşturmak için çok az eğilim gösterir, ancak Mo3+ katyonu dikkatle kontrol edilen koşullar altında bilinir.
izotopları
Atom kütlesi içinde 83 ila 117 arasında değişen 35 molibden izotopu ve dört metastatif nükleer izomer vardır. Yedi izotop, 92, 94, 95, 96, 97, 98 ve 100 atom kütleleri ile doğal olarak oluşur. Bu doğal olarak oluşan izotoplardan sadece molibden-100 kararsızdır.
Molibden-98, tüm molibdenlerin %24.14'ünü içeren en bol izotoptur. Molibden-100'ün yarılanma ömrü yaklaşık 1019 y'dir ve rutenyum-100'e çift beta bozunması geçirir. Molibdenin tüm kararsız izotopları, niyobyum, technetium ve rutenyum izotoplarına bozunur. Sentetik radyoizotoplardan en kararlı olanı, 4000 yıllık bir yarılanma ömrü ile 93Mo'dur.
En yaygın izotopik molibden uygulaması, bir fisyon ürünü olan molibden-99'u içerir. Tıpta çeşitli görüntüleme uygulamalarında kullanılan bir nükleer izomer olan kısa ömürlü gama yayan bagı radyoizotop technetium-99m için bir ana radyoizotoptur. 2008 yılında Delft Teknoloji Üniversitesi, molibden-98 tabanlı molibden-99 üretimi üzerine patent başvurusunda bulundu.
Bileşikler
Molibden -II ila +VI oksidasyon durumlarında kimyasal bileşikler oluşturur. Yüksek oksidasyon durumları karasal oluşumu ve biyolojik rolleri ile daha ilgilidir, orta düzey oksidasyon durumları genellikle metal kümeleriyle ilişkilidir ve çok düşük oksidasyon durumları tipik olarak organomolybdenum bileşikleriyle ilişkilidir. Mo ve W kimyası güçlü benzerlikler gösterir. Örneğin molibden (III) 'ün nispi nadirliği, krom(III) bileşiklerinin yaygınlığı ile zıttır. En yüksek oksidasyon durumu molibden(VI) oksit (MoO3) 'de görülürken, normal kükürt bileşiği molibden disülfür MoS2'dir.
| Oksidasyon durumu |
örnek[6] |
|---|---|
| −1 | Na 2[Mo 2(CO) 10] |
| 0 | Mo(CO) 6 |
| +1 | Na[C 6H 6Mo] |
| +2 | MoCl 2 |
| +3 | Na 3[Mo(CN)] 6 |
| +4 | MoS 2 |
| +5 | MoCl 5 |
| +6 | MoF 6 |
Ticaret açısından en önemli bileşikler molibden disülfür (MoS
2) ve molibden trioksittir (MoO
3). Siyah disülfür ana mineraldir. Trioksit vermek için havada kavrulur:
- 2 MoS
2 + 7 O
2 → 2 MoO
3 + 4 SO
2
Yüksek sıcaklıklarda uçucu olan trioksit, diğer tüm Mo bileşiklerinin yanı sıra alaşımların öncüsüdür. Molibden çeşitli oksidasyon durumlarına sahiptir, en stabilleri +4 ve +6'dır (soldaki tabloda kalın harflerle gösterilmiştir).
Molibden(VI) oksit, güçlü alkalin suda çözünür, molibdatlar (MoO42−) oluşturur. Molibdatlar kromatlardan daha zayıf oksidanlardır. [Mo7O24]6− ve [Mo8O26]4− gibi daha düşük pH değerlerinde yoğunlaşmayla yapısal olarak kompleks oksiyanyonlar oluşturma eğilimindedirler. Polimolibdatlar, polioksometalatlar oluşturan diğer iyonları içerebilir. Koyu mavi fosfor içeren heteropolimolibdat P[Mo12O40]3−</sup, fosforun spektroskopik tespiti için kullanılır.
Tarihçe
Molibden'in çıkarıldığı ana cevher olan molibdenit daha önce molibden olarak biliniyordu. Molybdena, grafitmiş gibi karıştırılmış ve sıklıkla kullanılmıştır. Grafit gibi, molibdenit bir yüzeyi kararır veya katı bir yağlayıcı olarak kullanılabilir. Molibden grafitten ayırt edilebilir olsa bile, hala ortak kurşun cevheri PbS (şimdi galena olarak adlandırılır) ile karıştırılmıyordu; adı Eski Yunancada molλυβδος molybdos, kurşun anlamına gelir. (Yunanca sözcüğün kendisi Anadolu Luvian ve Lidya dillerinden bir kredi kelimesi olarak önerilmiştir).
Her ne kadar (bildirildiği gibi) molibden 14. yüzyıl Japon kılıcında (mfd. Yaklaşık 1330) kasıtlı olarak çelikle alaşımlanmış olsa da, bu sanat asla geniş çapta kullanılmadı ve daha sonra kaybedildi. 1754'te Batı'da Bengt Andersson Qvist, bir molibdenit örneğini inceledi ve kurşun içermediğini ve dolayısıyla galena olmadığını belirtildi.
1778'de İsveçli kimyager Carl Wilhelm Scheele, molibden'in (aslında) ne galena ne de grafit olduğunu kesin olarak belirtti. Bunun yerine Scheele, molibden'ın, içinde bulunduğu ve izole edilebileceği mineral için molibden adı verilen yeni bir elementin cevheri olduğunu doğru bir şekilde önerdi. Peter Jacob Hjelm 1781'de molibden karbon ve keten tohumu yağı kullanarak başarılı bir şekilde izole etmiştir.
Önümüzdeki yüzyıl boyunca, molibdenin endüstriyel kullanımı yoktu. Nispeten azdı, saf metalin çıkarılması zordu ve gerekli metalurji teknikleri olgunlaşmamıştı. Erken molibden çelik alaşımları yüksek sertlik vaadi gösterdi, ancak alaşımları büyük ölçekte üretme çabaları tutarsız sonuçlar, kırılganlık eğilimi ve yeniden kristalleşme ile engellendi. 1906'da William D. Coolidge, yüksek sıcaklık fırınları için bir ısıtma elemanı ve tungsten-filament ampuller için bir destek olarak molibden sünek hale getirmek için bir patent başvurusunda bulundu; oksit oluşumu ve bozunması molibdenin fiziksel olarak kapatılmasını veya inert bir gazda tutulmasını gerektirir. 1913 yılında Frank E. Elmore, cevherlerden molibdenitin geri kazanılması için bir köpük yüzdürme işlemi geliştirdi; yüzdürme birincil izolasyon işlemi olmaya devam etmektedir.
Birinci Dünya Savaşı sırasında molibden talebi arttı; hem zırh kaplamada hem de yüksek hız çeliklerinde tungsten yerine kullanıldı. Bazı İngiliz tankları 75 mm (3 inç) manganez çelik kaplama ile korundu, ancak bunun etkisiz olduğu kanıtlandı. Manganez çelik plakalar, daha yüksek hız, daha fazla manevra kabiliyeti ve daha iyi koruma sağlayan çok daha hafif 25 mm (1,0 inç) molibden çelik plakalarla değiştirildi. Almanlar ayrıca, ağır topçu için süper ağır obüs Big Bertha'da olduğu gibi molibden katkılı çelik kullandı, çünkü geleneksel çelik, bir ton kabuğun itici tarafından üretilen sıcaklıklarda erir. Savaştan sonra, metalurjik ilerlemeler barış zamanı uygulamalarının kapsamlı bir şekilde gelişmesine izin verene kadar talep düştü. II. Dünya Savaşı'nda, molibden, çelik alaşımlarında tungsten yerine bir kez daha stratejik önem gördü.
Oluşumu ve üretimi
Molibden, dünya kabuğunda milyonda ortalama 1,5 parça bulunan en bol 54. elementtir ve milyarda ortalama 10 parça ile okyanuslarında en bol 25. element; Evrendeki 42. en bol elementtir. Rus Luna 24 görevi, Ay'da Mare Crisium'dan alınan bir piroksen parçasında molibden taşıyan bir tane (1×0.6 um) keşfetti. Dünya kabuğundaki molibden nadirliği, sıklıkla kükürt ile sıklıkla bulunduğu bakırla aynı şekilde birleştirilen bir dizi suda çözünmeyen cevherdeki konsantrasyonu ile dengelenir. Molibden, wulfenite (PbMoO4) ve powellit (CaMoO4) gibi minerallerde bulunmasına rağmen, ana ticari kaynak molibdenittir (MoS2). Molibden ana cevher olarak çıkarılır ve ayrıca bakır ve tungsten madenciliğinin bir yan ürünü olarak geri kazanılır.
2011 yılında dünyanın molibden üretimi 250.000 ton olup, en büyük üreticiler Çin (94.000 ton), Amerika Birleşik Devletleri (64.000 ton), Şili (38.000 ton), Peru (18.000 ton) ve Meksika (12.000 ton) idi. Toplam rezervlerin 10 milyon ton olduğu tahmin edilmektedir ve çoğunlukla Çin (4.3 Mt), ABD (2.7 Mt) ve Şili'de (1.2 Mt) yoğunlaşmıştır. Kıta olarak, dünya molibden üretiminin %93'ü Kuzey Amerika, Güney Amerika (çoğunlukla Şili'de) ve Çin arasında eşit olarak paylaşılmaktadır. Avrupa ve Asya'nın geri kalanı (çoğunlukla Ermenistan, Rusya, İran ve Moğolistan) geri kalanını üretmektedir.
Molibden işleminde, cevher önce 700 °C (1.292 °F) sıcaklıkta kavrulur. İşlem, gaz halinde sülfür dioksit ve molibdenum(VI) oksit verir:
- 2 MoS2 + 7 O2 → 2 MoO3 + 4 SO2
Oksitlenmiş cevher daha sonra genellikle amonyum molibdat vermek üzere sulu amonyak ile ekstrakte edilir:
- MoO3 + 2 NH3 + H2O → (NH4)2(MoO4)
Molibdenitte bir kirlilik olan bakır, amonyakta daha az çözünür. Çözeltiden tamamen çıkarmak için hidrojen sülfür ile çöktürülür. Amonyum molibdat, katı olarak izole edilen amonyum dimolibdat'a dönüşür. Bu katının ısıtılması molibden trioksit verir:
- (NH4)2Mo2O7 → 2 MoO3 + 2 NH3 + H2O
Ham trioksit, 1.100 °C'de (2.010 °F) süblimasyon ile daha da saflaştırılabilir.
Metalik molibden, oksidin hidrojen ile indirgenmesiyle üretilir:
- MoO3 + 3 H2 → Mo + 3 H2O
Çelik üretimi için molibden, ferromolibden üretmek üzere demir ilavesi ile alüminotermik reaksiyon ile azaltılır. Yaygın bir ferromolibden formu %60 molibden içerir.
Molibden Ağustos 2009 itibariyle ton başına yaklaşık 30.000 dolar değere sahipti. 1997-2003 yılları arasında ton başına 10.000 dolar ya da civarında bir fiyat tuttu ve Haziran 2005'te ton başına 103.000 dolar zirveye ulaştı. 2008 yılında, Londra Metal Borsası molibden mal olarak işlem göreceğini açıkladı.
Molibden madenciliğinin tarihi
Tarihsel olarak, 1885 yılında açılan Norveç'in güneyindeki Knaben madeni, ilk özel molibden madeniydi. 1973'te kapatıldı ancak 2007'de yeniden açıldı. ve şimdi yılda 100.000 kilogram (98 uzun ton; 110 kısa ton) molibden disülfür üretiyor. Colorado'daki (Henderson madeni ve Climax madeni gibi) ve Britanya Kolumbiyası'ndaki büyük madenler birincil ürünü olarak molibdenit verirken, Utah'taki Bingham Canyon Madeni ve kuzey Şili'deki Chuquicamata madeni gibi birçok porfir bakır yatağı molibden üretmektedir.
Uygulamalar
Alaşımlar
Üretilen molibdenlerin yaklaşık %86'sı metalurjide kullanılırken, geri kalanı kimyasal uygulamalarda kullanılmaktadır. Tahmini küresel kullanım yapısal çelik %35, paslanmaz çelik %25, kimyasallar %14, takım ve yüksek hız çelikleri %9, dökme demir %6, molibden elementel metal %6 ve süper alaşımlar %5'tir.
Molibden aşırı sıcaklıklara önemli ölçüde genişlemeden veya yumuşamadan dayanabilir, bu da askeri zırh, uçak parçaları, elektrik kontakları, endüstriyel motorlar ve ampullerdeki filamentler için yoğun ısı ortamlarında faydalıdır.
Çoğu yüksek mukavemetli çelik alaşımları (örneğin, 41xx çelikleri) %0.25 ila %8 molibden içerir. Bu küçük porsiyonlarda bile, paslanmaz çeliklerde, takım çeliklerinde, dökme demirlerde ve yüksek sıcaklıkta süper alaşımlarda her yıl 43.000 tondan fazla molibden kullanılmaktadır.
Molibden, yüksek korozyon direnci ve kaynaklanabilirliği nedeniyle çelik alaşımlarında da değerlidir. Molibden, tip-300 paslanmaz çeliklere (özellikle tip-316) ve özellikle superaustenitik paslanmaz çeliklere (AL-6XN, 254SMO ve 1925hMo alaşımı gibi) korozyon direncine katkıda bulunur. Molibden kafes gerilimini arttırır, böylece demir atomlarını yüzeyden çözmek için gereken enerjiyi arttırır. Molibden ayrıca ferritik (örneğin kalite 444) ve martensitik (örneğin 1.4122 ve 1.4418) paslanmaz çeliklerin korozyon direncini arttırmak için kullanılır.
Düşük yoğunluğu ve daha istikrarlı fiyatı nedeniyle, molibden bazen tungsten yerine kullanılır. Bir örnek, tungsten içeren 'T' çelik serisinin yerine geçen M2, M4 ve M42 gibi yüksek hızlı çeliklerin 'M' serisidir. Molibden diğer metaller için aleve dayanıklı bir kaplama olarak da kullanılabilir. Erime noktası 2.623 °C (4,753 °F) olmasına rağmen, molibden 760 °C (1,400 °F) üzerindeki sıcaklıklarda hızla oksitlenir ve bu da vakum ortamlarında kullanım için daha uygundur.
TZM (Mo (~%99), Ti (~% 0.5), Zr (~% 0.08) ve bir miktar C), 1.300 °C'nin (2.370 °F) üzerindeki sıcaklıklarda erimiş florür tuzlarına direnen korozyona dayanıklı bir molibden süper alaşımdır. Saf Mo'nın yaklaşık iki katı mukavemete sahiptir ve daha sünek ve daha kaynaklanabilir, ancak testlerde erimiş tuz reaktörlerinde kullanılan standart buharlı tuzun (FLiBe) ve tuz buharlarının 1100 saat boyunca çok az korozyonla korozyonuna karşı kondu.
Demir içermeyen diğer molibden bazlı alaşımların sadece sınırlı uygulamaları vardır. Örneğin, erimiş çinkoya direnci nedeniyle, erimiş çinko ile temas eden borular, karıştırıcılar ve pompa çarkları için hem saf molibden hem de molibden-tungsten alaşımları (%70 / %30) kullanılır.
Biyolojik rol
Mo içeren enzimler
Molibden çoğu organizmada önemli bir elementtir; 2008 araştırma makalesi, Dünya'nın ilk okyanuslarındaki molibden kıtlığının ökaryotik yaşamın evrimini (tüm bitkileri ve hayvanları içeren) güçlü bir şekilde etkilemiş olabileceğini düşündü.
Çoğunlukla bakterilerde en az 50 molibden içeren enzim tanımlanmıştır. bu enzimler arasında aldehid oksidaz, sülfit oksidaz ve ksantin oksidaz bulunur. Bir istisna dışında, proteinlerdeki Mo, molibden kofaktörünü vermek için molibdopterin ile bağlanır.
Fonksiyon açısından, molibdoenzimler azot, kükürt ve karbonun düzenlenmesi sürecinde bazı küçük moleküllerin oksidasyonunu ve bazen indirgenmesini katalize eder. Bazı hayvanlarda ve insanlarda, pürin katabolizması süreci olan ksantinin ürik aside oksidasyonu, molibden içeren bir enzim olan ksantin oksidaz tarafından katalize edilir. Ksantin oksidazın aktivitesi, vücuttaki molibden miktarı ile doğru orantılıdır. Bununla birlikte, son derece yüksek bir molibden konsantrasyonu eğilimi tersine çevirir ve hem pürin katabolizmasında hem de diğer işlemlerde bir inhibitör olarak işlev görebilir. Molibden konsantrasyonu aynı zamanda protein sentezini, metabolizmayı ve büyümeyi de etkiler.
İnsan metabolizması ve eksikliği
Molibden önemli bir iz diyet elementidir. Dört memeli Mo'ya bağımlı enzim bilinmektedir, bunların hepsinde aktif bölgelerinde pterin bazlı bir molibden kofaktör (Moco) bulunur: sülfit oksidaz, ksantin oksidoredüktaz, aldehit oksidaz ve mitokondriyal amidoksim redüktaz. Molibden bakımından ciddi derecede eksik olan insanlar, zayıf çalışan sülfit oksidaza sahiptir ve gıdalardaki sülfitlere toksik reaksiyonlara eğilimlidir. İnsan vücudu, vücut ağırlığının kilogramı başına yaklaşık 0.07 mg molibden içerir, karaciğer ve böbreklerde daha yüksek konsantrasyonlar ve omurlarda daha düşük konsantrasyonlar içerir. Molibden ayrıca insan diş minesinde bulunur ve çürümesini önlemeye yardımcı olabilir.
Akut toksisite insanlarda görülmemiştir ve toksisite büyük ölçüde kimyasal duruma bağlıdır. Sıçanlar üzerinde yapılan çalışmalar, bazı Mo bileşikleri için 180 mg/kg kadar düşük bir ortalama ölümcül doz (LD50) göstermektedir. İnsan toksisite verileri mevcut olmasa da, hayvan çalışmaları, günde 10 mg'dan fazla molibden kronik alımının ishale, büyüme geriliğine, kısırlığa, düşük doğum ağırlığına ve gut hastalığına neden olabileceğini göstermiştir; ayrıca akciğerleri, böbrekleri ve karaciğeri de etkileyebilir. Sodyum tungstat, rekabetçi bir molibden inhibitörüdür. Diyet tungsten dokulardaki molibden konsantrasyonunu azaltır.
Kuzey Çin'den İran'a bir coğrafi bantta düşük molibden konsantrasyonu, genel bir diyet molibden eksikliğine neden olur ve özofagus kanseri oranlarının artmasıyla ilişkilidir. Toprakta daha fazla molibden kaynağı olan Amerika Birleşik Devletleri ile karşılaştırıldığında, bu bölgelerde yaşayan insanlar özofagus yassı epitel hücreli karsinom riski yaklaşık 16 kat daha fazladır.
Molibden eksikliği, molibden takviyesi yapılmayan toplam parenteral nütrisyonun (tam intravenöz beslenme) uzun süredir bir sonucu olarak da bildirilmiştir. Molibden kofaktör eksikliği ile aynı şekilde yüksek kan sülfit ve ürat seviyeleri ile sonuçlanır. Bununla birlikte (muhtemelen bu nedenden saf molibden eksikliği esas olarak yetişkinlerde ortaya çıktığından), nörolojik sonuçlar konjenital kofaktör eksikliği vakaları kadar belirgin değildir.
İlgili hastalıklar
Bebeklerde görülen bir konjenital molibden kofaktör eksikliği hastalığı, molibden kullanan bilinen tüm insan enzimlerinde aktif olarak molibden bağlayan, yukarıda tartışılan heterosiklik molekül olan molibden kofaktörü sentezleyememektedir. Ortaya çıkan eksiklik yüksek düzeyde sülfit ve ürat ve nörolojik hasara yol açar.
Gıda kaynakları
Ortalama günlük alım miktarı, diyet önerilerinden daha yüksek olan 120 ila 240 μg/gün arasında değişir. Domuz eti, kuzu eti ve sığır karaciğerinin her biri milyonlarca molibden başına yaklaşık 1,5 parçaya sahiptir. Diğer önemli diyet kaynakları arasında yeşil fasulye, yumurta, ayçiçeği çekirdeği, buğday unu, mercimek, salatalık ve tahıl gevreği bulunur.
Önlemler
Madencilik veya metal işleme ile üretilen molibden tozları ve dumanları, özellikle yutulduğunda (sinüslerde tutulan ve daha sonra yutulan tozlar dahil) toksik olabilir. Düşük düzeyde uzun süreli maruz kalma, gözler ve ciltte tahrişe neden olabilir. Molibden ve oksitlerinin doğrudan solunması veya yutulmasından kaçınılmalıdır. OSHA yönetmelikleri, 8 saatlik bir günde izin verilen maksimum molibden maruziyetini 5 mg/m3 olarak belirtir. 60 ila 600 mg/m3'e kronik maruziyet, yorgunluk, baş ağrısı ve eklem ağrıları gibi semptomlara neden olabilir. 5000 mg/m3 seviyelerinde molibden yaşam ve sağlık için hemen hemen tehlikelidir.
Kaynak
- ↑ Meija, Juris; et al. (2016). "Elementlerin Atom Ağırlıkları 2013 (IUPAC Teknik Raporu)". Saf ve Uygulamalı Kimya. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
- ↑ "Molybdenum: molybdenum(I) fluoride compound data". OpenMOPAC.net. 2007-12-10 Alınmıştır.
- ↑ Lindemann, A.; Blumm, J. (2009). Measurement of the Thermophysical Properties of Pure Molybdenum. 3. 17. Plansee Seminar.
- ↑ Lide, D. R., ed. (2005). "Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds". CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
- ↑ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
- ↑ Schmidt, Max (1968). "VI. Nebengruppe". Anorganische Chemie II. (German). Wissenschaftsverlag. pp. 119–127.