Molibdén szerkezet, tulajdonságok, valenciák, funkciók

az molibdén (Mo) egy átmeneti fém, amely a periódusos táblázat 6. csoportjának 5. szakaszába tartozik. Elektronikus konfigurációja (Kr) 4d⁵5S¹; az atomszám 42 és az átlagos atomtömeg 95,94 g / mol. 7 stabil izotóp bemutatása: ⁹²Mo, ⁹⁴Mo, ⁹⁵Mo, ⁹⁶Mo, ⁹⁷Mo, ⁹⁸Mo és ¹⁰⁰Mo; az izotóp ⁹⁸Mo, amely a legnagyobb arányban van.

Ez egy fehér fém ezüst megjelenésű és kémiai tulajdonságaihoz hasonlóak a krómhoz. Valójában mindkettő ugyanazon csoport fémes elemei, a króm a molibdén felett helyezkedik el; azaz a molibdén nehezebb és magasabb energiaszinttel rendelkezik.

A molibdén nem szabad a természetben, hanem az ásványi anyagok része, a leggyakrabban molibdén (MoS).₂). Ezenkívül más kéntartalmú ásványokhoz is kapcsolódik, amelyekből réz is előállítható. 

Az első világháború idején felhasználták, mivel a hatalmas kizsákmányolás miatt kevés volt a volfrám.

index

• 1 Jellemzők
• 2 Discovery
• 3 Szerkezet
• 4 Tulajdonságok
• 5 Valencias
  • 5.1 Molibdén-kloridok
• 6 A test funkciói
  • 6.1. Xantin enzim
  • 6.2 Enzim-aldehid-oxidáz
  • 6.3 Szulfit-oxidáz enzim
  • 6.4 A vas anyagcseréjében és a fogak részeként
  • 6.5 Hiányosság
• 7 Fontosság a növényekben
• 8 Felhasználások és alkalmazások
  • 8.1 Katalizátor
  • 8.2 Pigmentek
  • 8.3 Molibdát
  • 8.4 Acél ötvözetek
  • 8.5 Egyéb felhasználások
• 9 Referenciák

jellemzői

A molibdént nagy tartóssága, korrózióállósága, magas olvadáspontja, formázható és magas hőmérséklet ellenáll. Tűzálló fémnek minősül, mert olvadáspontja meghaladja a platinát (1772ºC)..

További tulajdonságokkal is rendelkezik: atomjainak kötési energiája magas, alacsony gőznyomás, alacsony hőtágulási együttható, magas hővezetőképesség és alacsony elektromos ellenállás.

Mindezek a tulajdonságok és jellemzők lehetővé tették a molibdén számos felhasználását és alkalmazását, ami a leghíresebb acélötvözetek képződése..

Másrészt az élet alapvető nyomeleme. A baktériumokban és a növényekben a molibdén egy kofaktor, amely számos enzimben jelen van a nitrogén rögzítésében és használatában..

A molibdén az oxotranszferáz enzimek aktivitásának kofaktora, amely az oxigénatomokat a vízből átadja, miközben két elektron transzfert ad. Ezen enzimek közé tartozik a főemlősök xantin-oxidázja, amelynek funkciója a xantin uricinsavvá történő oxidálása..

Különböző ételekből nyerhető, beleértve a következőket: karfiol, spenót, fokhagyma, teljes kiőrlésű gabona, hajdina, búza csíra, lencse, napraforgómag és tej.

felfedezés

A molibdén a természetben nem izolálódik, így sok komplexumában az ókorban az ólommal vagy a szénnel zavarodott.

1778-ban Carl Wilhelm, a svéd kémikus és gyógyszerész, sikerült azonosítani a molibdént. Wilhelm kezelt molibdén (MoS)₂) salétromsavval savanyú vegyületet kapunk, amelyben molibdént azonosított.

Később, 1782-ben, Jacob Hjelm Péter, Wilhelm savas összetevőjét alkalmazva szén-dioxid-csökkentéssel sikerült elkülöníteni egy tisztátalan molibdént.

struktúra

Mi a molibdén kristályos szerkezete? Fémes atomjaiban a testben elhelyezett köbös kristályos rendszer (bcc, angol nyelvű rövidítése) atmoszférikus nyomáson történik. Magasabb nyomáson a molibdén atomok tömörebbek, hogy sűrűbb szerkezeteket kapjanak, mint például az arcokon (fcc) és a hatszögletű (hcp) középpontban lévő kocka..

Fémkötése erős, és egybeesik azzal a ténnyel, hogy az egyik legmagasabb olvadáspontú (2623 ° C) szilárd anyag. Ez a szerkezeti szilárdság annak a ténynek köszönhető, hogy a molibdén elektronokban gazdag, kristályszerkezete jelentősen sűrű, és nehezebb, mint a króm. Ez a három tényező lehetővé teszi, hogy megerősítse azokat az ötvözeteket, amelyekben részese vagy.

Másrészt fontosabb, mint a fém molibdén szerkezete, a vegyületeké. A molibdént az jellemzi, hogy képes dinukleáris (Mo-Mo) vagy polinukleáris (Mo-Mo-M -··) vegyületeket képezni.

Hasonlóképpen, más molekulákkal is összehangolható, hogy MoX képletekkel rendelkező vegyületeket képezzenek₄ fel MoX₈. Ezen vegyületeken belül gyakori az oxigénhidak (Mo-O-Mo) vagy kén (Mo-S-Mo) jelenléte..

tulajdonságok

megjelenés

Szilárd fehér ezüst.

Olvadáspont

2,623 ° C (2,896 K).

Forráspont

4,639 ° C (4,912 K).

Fúziós entalpia

32 kJ / mol.

A párologtatás entalpiája

598 kJ / mol.

Gőznyomás

3,47 Pa-tól 3 000 K-ig.

Keménység a mohai skálán

5.5

Oldhatóság vízben

A molibdénvegyületek kevés vízben oldódnak. Azonban a MoO molibdát ionja₄^-2 Oldható.

rozsdásodás

Ellenáll a korróziónak, és azok a fémek, amelyek a legjobban ellenállnak a sósav hatásának.

oxidáció

Nem oxidálódik szobahőmérsékleten. Az oxidáláshoz gyorsan 600 ° C-nál magasabb hőmérséklet szükséges.

valenciák

A molibdén elektronikus konfigurációja [Kr] 4d⁵5S¹, így hat valens elektronja van. Attól függően, hogy melyik atom van összekapcsolva, a fém elveszítheti az összes elektronját, és +6 (VI) értékű. Például, ha kötéseket hoz létre az elektronegatív fluoratommal (MoF)₆).

Azonban 1-5 elektronot veszíthet. Választásai tehát a +1 (I) és +5 (V) közötti intervallumot ölelik fel. Ha csak egy elektron veszít, az 5-ös orbitálást hagyja, és a konfigurációja [Kr] 4d-ként marad⁵. A 4d-es pálya öt elektronja nagyon savas médiát és nagyon elektronszerű fajokat igényel, hogy elhagyják a Mo-atomot..

Hat legelterjedtebb közülük? A +4 (IV) és a +6 (VI). A Mo (IV) konfigurációja [Kr] 4d², míg a Mo (VI), [Kr].

A Mo⁴⁺ nem világos, miért stabilabb, mint például a Mo³⁺ (mint a Kr³⁺). De a Mo⁶⁺ el lehet veszíteni ezeket a hat elektronot, mert izoelektronikává válik a nemesgáz-kriptonra.

Molibdén-kloridok

Az alábbiakban a molibdén-kloridok különféle értékekkel vagy oxidációs állapotokkal rendelkeznek, a (II) - (VI) -ig:

-Molibdén-diklorid (MoCl₂). Szilárd sárga.

-Molibdén-triklorid (MoCl₃). Tömör, sötétvörös.

-Molibdén-tetraklorid (MoCl₄). Szilárd fekete.

-Molibdén-pentaklorid (MoCl₅). Szilárd zöld.

-Molibdén-hexaklorid (MoCl₆). Szilárd barna.

Funkciók a testben

A molibdén az élet alapvető nyomeleme, mivel számos enzimben jelen van kofaktorként. Az oxotranszferázok molibdént használnak kofaktorként az oxigén vízből történő átadásának funkciójával egy elektronpárral..

Az oxotranszferázok közül:

• Xantin-oxidáz.
• Az aldehid-oxidáz, amely oxidálja az aldehideket.
• Aminok és szulfidok a májban.
• Szulfit-oxidáz, amely a szulfitot a májban oxidálja.
• Nitrát-reduktáz.
• A növényekben jelen lévő nitrit reduktáz.

Xantin enzim

A xantin-oxidáz enzim katalizálja a primerek katabolizmusában a terminális lépést: a xantin húgysavvá történő átalakítása, amely azután kiválasztódik..

A xantin-oxidáznak koenzimje van a FAD-hoz. Ezenkívül a nem-hem vas és a molibdén a katalitikus hatásba lép. Az enzim hatását a következő kémiai egyenlettel lehet leírni:

Xantin + H₂O + O₂  => Uric sav + H₂O₂

A molibdén a molibdopterin kofaktor (Mo-co) formájában lép fel. A xantin-oxidáz elsősorban a májban és a vékonybélben található, de az immunológiai technikák alkalmazása lehetővé tette az emlősmirigyek, a vázizom és a vesék elhelyezkedését..

A xantin-oxidáz enzimet az alopurinol gyógyszer gátolja a köszvény kezelésében. 2008-ban a Febuxostat gyógyszer forgalmazása a betegség kezelésében jobb teljesítményt mutatott.

Enzim aldehid-oxidáz

Az aldehid-oxidáz enzim a celluláris citoplazmában található, amely megtalálható mind a növényi országban, mind az állatvilágban. Az enzim katalizálja az aldehid karbonsavban történő oxidálását.

A citokróm P oxidációját is katalizálja₄₅₀ és a monoamin-oxidáz (MAO) enzim közbenső termékei..

Az aldehid-oxidáz enzim széles specifitása miatt számos gyógyszert oxidálhat, főként a májban. Az enzimnek az aldehidre gyakorolt ​​hatását a következő módon lehet vázlatosan ábrázolni:

Aldehid + H₂O + O₂ => Karbonsav + H₂O₂

Szulfit-oxidáz enzim

A szulfit-oxidáz enzim részt vesz a szulfit szulfáttá történő átalakításában. Ez a kéntartalmú vegyületek lebontásának végső lépése. Az enzim által katalizált reakció az alábbi reakcióvázlat szerint történik:

SW₃^-2 + H₂O + 2 (citokróm C) oxidált => SO₄^-2 + 2 (citokróm C) csökkent 2 + H⁺

Az ember genetikai mutációja által okozott enzimhiány korai halálhoz vezethet.

A szulfit neurotoxikus vegyület, így a szulfit-oxidáz enzim alacsony aktivitása mentális betegséget, mentális retardációt, mentális lebomlást és végül halált okozhat..

A vas anyagcseréjében és a fogak részeként

A molibdén beavatkozik a vas anyagcseréjébe, elősegítve a bél felszívódását és az eritrociták kialakulását. Ezen kívül része a fogak zománcának, és a fluoriddal együtt segít a fogszuvasodás megelőzésében.

hiány

A molibdénbevitel hiánya összefüggésbe hozható a nyelőcsőrák fokozott előfordulási gyakoriságával Kínában és Iránban, szemben az Egyesült Államokban a magas molibdénszinttel..

Fontosság a növényekben

A nitrát reduktáz olyan enzim, amely létfontosságú szerepet játszik a növényekben, hiszen a nitrit reduktáz enzimmel együtt a nitrát ammóniumvá alakul át..

A két enzim működéséhez szükséges a kofaktor (Mo-co). A nitrát-reduktáz enzim által katalizált reakciót a következőképpen vázoljuk:

Nitrát + elektronátadó + H₂O => Nitrit + Oxidált elektron donor

A nitrát oxidációs-redukciós folyamata a növényi sejtek citoplazmájában jelentkezik. Az előző reakcióból származó nitritet a plasztidba visszük át. A nitrit reduktáz enzim nitritra, az ammónium-származékra hat.

Az ammóniát aminosavak szintetizálására használják. Emellett a növények molibdént használnak a szervetlen foszfor szerves foszforsá történő átalakításában.

A szerves foszfor számos biológiai funkciós molekulában létezik, mint például: ATP, glükóz-6-foszfát, nukleinsavak, forfolipidek stb..

A molibdén hiánya főként a keresztkötő csoportra, a zöldségekre, a poinsettiasokra és a kancákra vonatkozik.

A karfiolban a molibdén hiánya a levél végtag szélességének korlátozását, a növény növekedésének csökkenését és a virágok kialakulását korlátozza..

Felhasználások és alkalmazások

katalizátor

-Ez a katalizátor a kőolaj, a petrolkémia és a szénből származó folyadékok kénmentesítésére. A katalizátorkomplexum a MoS-t tartalmazza₂ alumínium-oxidra rögzítve, kobalt és nikkel által aktiválva.

-A molibdát komplexet képez bizmutral a propén, az ammónium és a levegő szelektív oxidációjára. Így akrilnitrilt, acetonitrilt és más vegyi anyagokat képeznek, amelyek a műanyag és rost iparág alapanyagai..

Hasonlóképpen, a molibdát vas katalizálja a metanol szelektív oxidációját formaldehiddé.

pigmentek

-A molibdén a pigmentek képződésében lép fel. Például a molibdén-narancsot ólom-kromát, ólom-molibdát és ólom-szulfát együttes kicsapásával állítják elő..

Ez egy könnyű és stabil pigment különböző hőmérsékleteken, fényes vörös, narancssárga vagy piros-sárga színnel. Festékek és műanyagok, valamint gumi- és kerámiatermékek előállítására használatos.

molibdát

-A molibdát korróziógátló. A nátrium-molibdátot a kromát helyettesítésére használják, hogy megakadályozzák a keményített acélok korrózióját széles pH-tartományban..

-Vízhűtőkben, légkondicionálókban és fűtési rendszerekben használják. A molibdátokat a hidraulikus rendszerek és az autóipar korróziójának gátlására is használják. A festékekben a korróziót gátló pigmenteket is használják.

-A molibdát magas olvadáspontja, alacsony hőtágulási együtthatója és nagy hővezető képessége miatt a világítástechnika által használt szalagok és szálak előállítására szolgál..

-Ezt félvezető alaplapokban használják; a hatalmi elektronikában; elektródák szemüveg fúziójához; Kamerák nagy hőmérsékletű kemencékhez és katódokhoz napelemek és síkképernyők bevonására.

-Továbbá, a molibdátot a tégelyek gyártásához használják a zafírok feldolgozásának minden szokásos eljárásához..

Acélötvözetek

-A molibdént olyan acél ötvözetekben használják, amelyek ellenállnak a magas hőmérsékletnek és nyomásnak. Ezeket az ötvözeteket az építőiparban és a repülőgépek és gépjárművek alkatrészeinek gyártásában használják.

-A molibdát, akár 2% -os koncentrációban is, acélból ötvözetet ad magas korrózióállósággal.

Egyéb felhasználások

-A molibdátot a repülőgépiparban használják; LCD-képernyők gyártásában; a víz kezelésében és még a lézersugár alkalmazásában is.

-A molibdát-diszulfid önmagában jó kenőanyag, és tolerancia-tulajdonságokat biztosít a kenőanyagok és a fémek kölcsönhatásában a rendkívüli nyomásnak..

A kenőanyagok kristályos réteget képeznek a fémek felületén. Ennek köszönhetően a fém-fém súrlódás minimálisra csökken, még magas hőmérsékleten is.

referenciák

1. Wikipedia. (2018). Molibdén. Lap forrása: en.wikipedia.org
2. R. Hajó. (2016). Molibdén. A lap eredeti címe: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
3. Nemzetközi Molibdén Egyesület (IMOA). (2018). Molibdén. Imoa.info
4. F Jona és P M Marcus. (2005). A molibdén kristályszerkezete és stabilitása ultrahangos nyomáson. J. Phys.: Condens. Matter 17 1049.
5. Plansee. (N.d.). Molibdén. Visszaváltva: plansee.com
6. Lenntech. (2018). Molibdén - Mo. Visszatérve: lenntech.com
7. Curiosoando.com (2016. október 18.). Melyek a molibdénhiány tünetei? Helyreállítás: curiosoando.com
8. Ed Bloodnick. (2018. március 21.). A molibdén szerepe a növények termesztésében. Szerkesztve: pthorticulture.com