Molybden

Cr ↑ Mo ↓ W Niob ← Molybden → Technecium • [Kr] 4d5 5s1 98 Mo 42 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ↓Periodická tabulka prvků↓
Obecné
Název (lat.), značka, číslo	Molybden (Molybdaenum), Mo , 42
Registrační číslo CAS	7439-98-7
Umístění v PSP	6 skupina, 5. perioda, blok d
Char. skupina	Přechodné kovy
Hmotnostní zlomek v zem. kůře	1,5 až 8 ppm
Konc. v mořské vodě	0,01 mg/l
Počet přírodních izotopů	7
Vzhled	Šedobílý, tvrdý a křehký kov
[[Soubor:|255px|Emisní spektrum]]
Atomové vlastnosti
Rel. at. hmotnost	95,96 u
Atomový poloměr	139 pm
Kovalentní poloměr	154 pm
van der Waalsův poloměr	pm
Elektronová konfigurace	[Kr] 4d5 5s1
Elektronů v hladinách	2, 8, 18, 13, 1
Oxidační číslo	-II, -I, I, II, III, IV, V, VI
Fyzikální vlastnosti
Skupenství	Pevné
Krystalová struktura	Krychlová, plošně centrovaná
Hustota	10,28 g/cm3
Kritická hustota	{{{kritická hustota}}} g cm-3
Tvrdost	5,5 (Mohsova stupnice)
Magnetické chování	Paramagnetický
Měrná magnetická susceptibilita	{{{magnetická susceptibilita}}}
Teplota tání	2622,85 °C (2896 K)
Teplota varu	4638,85 °C (4912 K)
Kritická teplota	{{{kritická teplota c}}} °C ({{{kritická teplota k}}} K)
Teplota trojného bodu	{{{teplota trojného bodu c}}} °C ({{{teplota trojného bodu k}}} K)
Teplota přechodu do supravodivého stavu	{{{teplota supravodivosti}}}
Teplota změny krystalové modifikace	{{{teplota změny modifikace}}}
Tlak trojného bodu	{{{tlak trojného bodu}}} kPa
Kritický tlak	{{{kritický tlak}}} kPa
Molární objem	9,38 · 10−6 m3/mol
Dynamický viskozitní koeficient	{{{dynamický viskozitní koef.}}}
Kinematický viskozitní koeficient	{{{kinematický viskozitní koef.}}}
Tlak nasycené páry	100 Pa při 3312K
Rychlost zvuku	6190 m/s
Index lomu	{{{index lomu}}}
Relativní permitivita	{{{relativní permitivita}}}
Elektrická vodivost	18,7 × 106 S·m-1
Měrný elektrický odpor	53,4 nΩ·m
Teplotní součinitel el. odporu	{{{součinitel elektrického odporu}}}
Tepelná vodivost	138 W·m−1·K−1
Povrchové napětí	{{{povrchové napětí}}}
Termodynamické vlastnosti
Skupenské teplo tání	37,48 KJ/mol
Specifické teplo tání	{{{spec. teplo tání}}}
Skupenské teplo varu	598 KJ/mol
Specifické teplo varu	{{{spec. teplo varu}}}
Molární atomizační entalpie	{{{molární atomizační entalpie}}}
Entalpie fázové přeměny modifikace	{{{entalpie fázové přeměny modifikace}}}
absolutní entropie	{{{absolutní entropie}}}
Měrná tepelná kapacita	24,06 Jmol-1K-1
Molární tepelná kapacita	{{{molární tepelná kapacita}}}
Spalné teplo na m³
Spalné teplo na kg
Různé
Van der Waalsovy konstanty	{{{van der Waalsovy konstanty}}}
Teplotní součinitel délkové roztažnosti	{{{součinitel délkové roztažnosti}}}
Redoxní potenciál	-0,2 V
Elektronegativita	2,16 (Paulingova stupnice)
Ionizační energie	1: 684,3 KJ/mol 2: 1560 KJ/mol 3: 1618 KJ/mol
Iontový poloměr	62 pm
Izotopy
izo výskyt t1/2 rozpad en. MeV prod. 92Mo 11,84% je stabilní s 50 neutrony 93Mo umělý 4 × 103 let ε - 93Nb 94Mo 9,25% je stabilní s 52 neutrony 95Mo 15,92% je stabilní s 53 neutrony 96Mo 16,68% je stabilní s 54 neutrony 97Mo 9,55% je stabilní s 55 neutrony 98Mo 24,13% je stabilní s 56 neutrony 99Mo umělý 65,24 hodiny β− 0,436 99Tc γ 0,74 99Tc 100Mo 9,63 7,8 × 1018 let 2 × β− 3,04 100Ru
Bezpečnost
R-věty
S-věty
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP.

Molybden, chemická značka Mo, (lat. Molybdaenum), je kovový prvek 6. skupiny periodické soustavy prvků. Praktické využití nalézá hlavně jako složka vysoce legovaných ocelí a při výrobě průmyslových katalyzátorů.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Elementární molybden je to stříbřitý až šedobílý, tvrdý a křehký kov se značně vysokým bodem tání. Za teplot pod 0,915 K je supravodičem I typu. Krystaluje v těsně centrované kubické mřížce.

Na vzduchu je za normální teploty stálý, stejně tak je odolný i vůči působení vody. S vodíkem nereaguje a nevytváří žádné hydridy.

Vůči působení minerálních kyselin je poměrně stálý, především oxidačně působící kyseliny pasivují jeho povrch a chrání jej tak před dalším napadením. Stejně tak je odolný vůči roztokům alkalických hydroxidů.

Poměrně snadno se rozpouští v kyselině chlorovodíkové i lučavce královské. Nejsnáze se kovový molybden rozkládá alkalickým tavením například se směsí dusičnanu draselného a hydroxidu sodného (KNO₃ + NaOH). Po zahřátí reaguje s mnoha nekovy za vzniku převážně intersticiálních sloučenin.

Ve sloučeninách se molybden vyskytuje v řadě různých mocenství od Mo⁺² a po Mo⁺⁶ a v rozsáhlé škále různých barev.

Historie

Roku 1778 švédský chemik C. W. Scheele vyizoloval z minerálu molybdenitu oxid dosud neznámého prvku. P. J. Hjelm připravil z tohoto oxidu kovový molybden redukcí dřevěným uhlím. Název molybden pochází z řeckého pojmenování olova molybdos, které označovalo jakýkoliv měkký černý materiál vhodný ke psaní.

Výskyt a výroba

Molybden je na Zemi poměrně vzácný, jeho obsah se odhaduje na 1,5–8 mg/kg v zemské kůře. V mořské vodě se však molybden nachází v koncentraci až 0,01 mg/l. Ve vesmíru připadá jeden atom molybdenu na 10 miliard atomů vodíku.

minerál molybdenit

V rudách se vyskytuje jen v nízkých koncentracích. Nejvýznamnější rudou je molybdenit (sulfid molybdeničitý, MoS₂), jehož ložiska se nacházejí především v Coloradu v USA. Dalšími rudami jsou wulfenit, molybdenan olovnatý, (PbMoO₄) a powellit (Ca(Mo,W)O₄).

Molybdenit jako MoS₂ se těží buď samostatný nebo se získává při výrobě mědi. Po přečištění flotací se pražením převede na oxid molybdenový podle rovnice:

2 MoS₂ + 7 O₂ → 2 MoO₃ + 4 SO₂

Ten se buď využívá přímo, nebo se aluminotermicky převede na ferromolybden, který nachází použití při výrobě korozivzdorných ocelí.

Čistý molybden se vyrábí redukcí oxidu molybdenu vodíkem.

MoO₃ + 3 H₂ → Mo + 3 H₂O

Ionty molybdenu jsou také obsaženy v proteinovém komplexu nitrogenáza, který je využíván mutualistickými fixátory (zpravidla gramnegativní bakterie, mikrosymbionti - zejména Rhizobium) atmosferického molekulárního dusíku, přičemž dochází k obohacování půdy.

Využití

Základní praktické využití nalézá molybden v metalurgii při výrobě speciálních ocelí. Již poměrně malé množství molybdenu ve slitině výrazně zvyšuje její tvrdost, mechanickou a korozní odolnost. Proto se z molybdenových ocelí vyrábějí silně mechanicky namáhané součásti strojů jako například hlavně děl, geologické vrtné hlavice a nástroje pro kovoobrábění. Také se z molybdenu dělá povrchová vrstva pístních kroužků. V chemickém průmyslu je materiálem pro reaktory, pracující v silně korozivním prostředí za vysokých tlaků a teplot.

Používá se pro výrobu petrochemických katalyzátorů, sloužících k odstranění sirných sloučenin z ropy a ropných produktů.

Sloučeniny

Chemie sloučenin molybdenu je značně pestrá a komplikovaná. Již pouhý fakt, že se molybden vyskytuje v 5 různých valenčních stavech od Mo⁺² a po Mo⁺⁶, které mohou poměrně snadno přecházet mezi sebou je důvodem, že chemie molybdenu je spíše předmětem diplomových prací než praktického uplatnění v běžném životě. Většina chemiků se jistě setkala s faktem, že mnohé z bohatého spektra jeho sloučenin vykazují nízkou rozpustnost, což v praxi znamená, že je poměrně velmi obtížné udržet rozpuštěný molybden kompletně v roztoku po delší dobu. Analýza obsahu molybdenu v roztoku se pak někdy stává soutěží s časem, kdy je nutno provést příslušnou operaci dříve, než z roztoku vypadne nějaká pestře zbarvená nerozpustná sloučenina molybdenu.

Pro molybden je navíc typická tvorba tzv. heteropolykyselin, polymerních sloučenin molybdenu, kyslíku a vodíku bez přesného stechiometrického vzorce.

V praxi má technologický význam například sulfid molybdeničitý, MoS₂ – černá práškovitá sloučenina, která se používá jako lubrikant (mazadlo) v prostředích s vysokou teplotou nebo s extrémním tlakovým namáháním.

Dále se můžeme prakticky setkat se solemi kyseliny molybdenové H₂MoO₄ – molybdenany, které jsou složkou některých barevných pigmentů a nalézají uplatnění v analytické chemii.

Biologický význam

Přestože je molybden přítomen v živých tkáních živočichů a rostlin pouze ve stopovém množství, je nezbytný pro správné fungování běžných životních funkcí. Bylo prokázáno, že se aktivně účastní v řadě enzymatických systémů, které jsou zodpovědné za metabolismus železa a detoxikaci sulfidů. Významnou roli hraje molybden i prevenci zubního kazu a jeho přítomnost zvyšuje tvrdost zubní skloviny.

Nedostatek molybdenu může vést k anémii, přispívá k zvýšenému výskytu záchvatů astmatu, zvýšené kazivosti zubů a zhoršení ochrany proti infekci močového měchýře. Podle některých zdrojů je nedostatek molybdenu ve stravě příčinou depresivních stavů a může vést k impotenci.

Hlavním přirozeným zdrojem molybdenu v potravě jsou luštěniny, celozrnné pečivo a listová zelenina.

Literatura

• Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
• Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
• Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
• N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

---