Molybdæn

Molybdæns egenskaber

Atomnummer 42
CAS nummer 7439-98-7
Atommasse 95,94
Smeltepunkt 2620°C
Kogepunkt 5560°C
Atomvolumen 0,0153 nm3
Densitet ved 20 °C 10,2 g/cm³
Krystal struktur kropscentreret kubisk
Gitter konstant 0,3147 [nm]
Overflod i jordskorpen 1,2 [g/t]
Lydens hastighed 5400 m/s (ved rt) (tynd stang)
Termisk ekspansion 4,8 µm/(m·K) (ved 25 °C)
Termisk ledningsevne 138 W/(m·K)
Elektrisk resistivitet 53,4 nΩ·m (ved 20 °C)
Mohs hårdhed 5.5
Vickers hårdhed 1400-2740Mpa
Brinell hårdhed 1370-2500Mpa

Molybdæn er et kemisk grundstof med symbol Mo og atomnummer 42. Navnet er fra nylatinsk molybdaenum, fra oldgræsk Μόλυβδος molybdos, der betyder bly, da dets malme blev forvekslet med blymalme. Molybdænmineraler har været kendt gennem historien, men grundstoffet blev opdaget (i betydningen at differentiere det som en ny enhed fra mineralsalte af andre metaller) i 1778 af Carl Wilhelm Scheele. Metallet blev først isoleret i 1781 af Peter Jacob Hjelm.

Molybdæn forekommer ikke naturligt som et frit metal på Jorden; det findes kun i forskellige oxidationstilstande i mineraler. Det frie element, et sølvfarvet metal med en grå støbning, har det sjette højeste smeltepunkt af ethvert element. Det danner let hårde, stabile karbider i legeringer, og af denne grund bruges det meste af verdensproduktionen af ​​elementet (ca. 80%) i stållegeringer, herunder højstyrkelegeringer og superlegeringer.

Molybdæn

De fleste molybdænforbindelser har lav opløselighed i vand, men når molybdænholdige mineraler kommer i kontakt med ilt og vand, er den resulterende molybdation MoO2-4 ret opløselig. Industrielt anvendes molybdænforbindelser (ca. 14% af verdensproduktionen af ​​grundstoffet) i højtryks- og højtemperaturapplikationer som pigmenter og katalysatorer.

Molybdæn-bærende enzymer er langt de mest almindelige bakterielle katalysatorer til at bryde den kemiske binding i atmosfærisk molekylært nitrogen i processen med biologisk nitrogenfiksering. Mindst 50 molybdænenzymer er nu kendt i bakterier, planter og dyr, selvom kun bakterielle og cyanobakterielle enzymer er involveret i nitrogenfiksering. Disse nitrogenaser indeholder molybdæn i en anden form end andre molybdænenzymer, som alle indeholder fuldt oxideret molybdæn i en molybdæn-cofaktor. Disse forskellige molybdæn cofaktor enzymer er vitale for organismerne, og molybdæn er et væsentligt element for liv i alle højere eukaryote organismer, dog ikke i alle bakterier.

Fysiske egenskaber

I sin rene form er molybdæn et sølvgrå metal med en Mohs hårdhed på 5,5 og en standard atomvægt på 95,95 g/mol. Det har et smeltepunkt på 2.623 °C (4.753 °F); af de naturligt forekommende grundstoffer er det kun tantal, osmium, rhenium, wolfram og kulstof, der har højere smeltepunkter. Det har en af ​​de laveste termiske udvidelseskoefficienter blandt kommercielt anvendte metaller. Trækstyrken af ​​molybdæntråde stiger omkring 3 gange, fra omkring 10 til 30 GPa, når deres diameter falder fra ~50-100 nm til 10 nm.

Kemiske egenskaber

Molybdæn er et overgangsmetal med en elektronegativitet på 2,16 på Pauling-skalaen. Det reagerer ikke synligt med ilt eller vand ved stuetemperatur. Svag oxidation af molybdæn starter ved 300 °C (572 °F); bulkoxidation sker ved temperaturer over 600 °C, hvilket resulterer i molybdæntrioxid. Som mange tungere overgangsmetaller viser molybdæn ringe tilbøjelighed til at danne en kation i vandig opløsning, selvom Mo3+-kationen er kendt under nøje kontrollerede forhold.

Varme produkter af molybdæn