Eigenschaften von Molybdän
| Ordnungszahl | 42 |
| CAS-Nummer | 7439-98-7 |
| Atommasse | 95,94 |
| Schmelzpunkt | 2620°C |
| Siedepunkt | 5560°C |
| Atomvolumen | 0,0153 nm3 |
| Dichte bei 20 °C | 10,2g/cm³ |
| Kristallstruktur | kubisch raumzentriert |
| Gitterkonstante | 0,3147 [nm] |
| Fülle in der Erdkruste | 1,2 [g/t] |
| Schallgeschwindigkeit | 5400 m/s (bei Raumtemperatur) (dünner Stab) |
| Wärmeausdehnung | 4,8 µm/(m·K) (bei 25 °C) |
| Wärmeleitfähigkeit | 138 W/(m·K) |
| Elektrischer Widerstand | 53,4 nΩ·m (bei 20 °C) |
| Mohshärte | 5.5 |
| Vickershärte | 1400–2740 MPa |
| Brinellhärte | 1370–2500 MPa |
Molybdän ist ein chemisches Element mit dem Symbol Mo und der Ordnungszahl 42. Der Name stammt vom neulateinischen Molybdaenum, vom altgriechischen Μόλυβδος molybdos, was Blei bedeutet, da seine Erze mit Bleierzen verwechselt wurden. Molybdänmineralien sind im Laufe der Geschichte bekannt, aber das Element wurde 1778 von Carl Wilhelm Scheele entdeckt (im Sinne einer Abgrenzung als neue Einheit von den Mineralsalzen anderer Metalle). Das Metall wurde erstmals 1781 von Peter Jacob Hjelm isoliert.
Molybdän kommt in der Natur nicht als freies Metall auf der Erde vor; Es kommt nur in verschiedenen Oxidationsstufen in Mineralien vor. Das freie Element, ein silbriges Metall mit Graustich, hat den sechsthöchsten Schmelzpunkt aller Elemente. Es bildet leicht harte, stabile Karbide in Legierungen, und aus diesem Grund wird der größte Teil der weltweiten Produktion des Elements (etwa 80 %) in Stahllegierungen, einschließlich hochfester Legierungen und Superlegierungen, verwendet.
Die meisten Molybdänverbindungen sind in Wasser nur schwer löslich, aber wenn molybdänhaltige Mineralien mit Sauerstoff und Wasser in Kontakt kommen, ist das resultierende Molybdat-Ion MoO2-4 ziemlich löslich. Industriell werden Molybdänverbindungen (ca. 14 % der Weltproduktion des Elements) in Hochdruck- und Hochtemperaturanwendungen als Pigmente und Katalysatoren eingesetzt.
Molybdänhaltige Enzyme sind bei weitem die häufigsten bakteriellen Katalysatoren zum Aufbrechen der chemischen Bindung im atmosphärischen molekularen Stickstoff im Prozess der biologischen Stickstofffixierung. Mittlerweile sind mindestens 50 Molybdänenzyme in Bakterien, Pflanzen und Tieren bekannt, obwohl nur bakterielle und cyanobakterielle Enzyme an der Stickstofffixierung beteiligt sind. Diese Nitrogenasen enthalten Molybdän in einer anderen Form als andere Molybdänenzyme, die alle vollständig oxidiertes Molybdän in einem Molybdän-Cofaktor enthalten. Diese verschiedenen Molybdän-Cofaktor-Enzyme sind für die Organismen lebenswichtig, und Molybdän ist ein lebenswichtiges Element für alle höheren eukaryotischen Organismen, wenn auch nicht für alle Bakterien.
Physikalische Eigenschaften
In seiner reinen Form ist Molybdän ein silbergraues Metall mit einer Mohs-Härte von 5,5 und einem Standardatomgewicht von 95,95 g/mol. Es hat einen Schmelzpunkt von 2.623 °C (4.753 °F); Von den natürlich vorkommenden Elementen haben nur Tantal, Osmium, Rhenium, Wolfram und Kohlenstoff höhere Schmelzpunkte. Es hat einen der niedrigsten Wärmeausdehnungskoeffizienten unter den kommerziell verwendeten Metallen. Die Zugfestigkeit von Molybdändrähten erhöht sich etwa um das Dreifache, von etwa 10 auf 30 GPa, wenn ihr Durchmesser von ~50–100 nm auf 10 nm abnimmt.
Chemische Eigenschaften
Molybdän ist ein Übergangsmetall mit einer Elektronegativität von 2,16 auf der Pauling-Skala. Bei Raumtemperatur reagiert es nicht sichtbar mit Sauerstoff oder Wasser. Die schwache Oxidation von Molybdän beginnt bei 300 °C (572 °F); Die Massenoxidation erfolgt bei Temperaturen über 600 °C und führt zu Molybdäntrioxid. Wie viele schwerere Übergangsmetalle neigt Molybdän kaum dazu, in wässriger Lösung ein Kation zu bilden, obwohl das Mo3+-Kation unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen bekannt ist.
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