Molybdène

Propriétés du molybdène

Numéro atomique 42
Numéro CAS 7439-98-7
Masse atomique 95,94
Point de fusion 2620°C
Point d'ébullition 5560°C
Volume atomique 0,0153 nm3
Densité à 20 °C 10,2 g/cm³
Structure cristalline cubique centré sur le corps
Constante de réseau 0,3147 [nm]
Abondance dans la croûte terrestre 1,2 [g/t]
Vitesse du son 5 400 m/s (à température ambiante) (tige fine)
Dilatation thermique 4,8 µm/(m·K) (à 25 °C)
Conductivité thermique 138 W/(m·K)
Résistivité électrique 53,4 nΩ·m (à 20 °C)
Dureté de Mohs 5.5
Dureté Vickers 1400-2740Mpa
Dureté Brinell 1370-2500Mpa

Le molybdène est un élément chimique de symbole Mo et de numéro atomique 42. Le nom vient du néo-latin molybdaenum, du grec ancien Μόλυβδος molybdos, signifiant plomb, car ses minerais étaient confondus avec les minerais de plomb. Les minéraux de molybdène sont connus tout au long de l'histoire, mais l'élément a été découvert (dans le sens de le différencier en tant que nouvelle entité des sels minéraux d'autres métaux) en 1778 par Carl Wilhelm Scheele. Le métal a été isolé pour la première fois en 1781 par Peter Jacob Hjelm.

Le molybdène n’est pas présent naturellement sous forme de métal libre sur Terre ; on le trouve uniquement dans divers états d'oxydation dans les minéraux. L’élément libre, un métal argenté avec une dominante grise, a le sixième point de fusion le plus élevé de tous les éléments. Il forme facilement des carbures durs et stables dans les alliages, et c'est pour cette raison que la majeure partie de la production mondiale de cet élément (environ 80 %) est utilisée dans les alliages d'acier, y compris les alliages et les superalliages à haute résistance.

Molybdène

La plupart des composés de molybdène ont une faible solubilité dans l'eau, mais lorsque les minéraux contenant du molybdène entrent en contact avec l'oxygène et l'eau, l'ion molybdate MoO2-4 résultant est assez soluble. Industriellement, les composés du molybdène (environ 14 % de la production mondiale de l’élément) sont utilisés dans des applications à haute pression et haute température comme pigments et catalyseurs.

Les enzymes contenant du molybdène sont de loin les catalyseurs bactériens les plus courants pour rompre la liaison chimique de l'azote moléculaire atmosphérique au cours du processus de fixation biologique de l'azote. Au moins 50 enzymes du molybdène sont désormais connues chez les bactéries, les plantes et les animaux, bien que seules les enzymes bactériennes et cyanobactériennes soient impliquées dans la fixation de l'azote. Ces nitrogénases contiennent du molybdène sous une forme différente des autres enzymes du molybdène, qui contiennent toutes du molybdène entièrement oxydé dans un cofacteur de molybdène. Ces diverses enzymes cofacteur du molybdène sont vitales pour les organismes, et le molybdène est un élément essentiel à la vie de tous les organismes eucaryotes supérieurs, mais pas de toutes les bactéries.

Propriétés physiques

Sous sa forme pure, le molybdène est un métal gris argenté avec une dureté Mohs de 5,5 et un poids atomique standard de 95,95 g/mol. Il a un point de fusion de 2 623 °C (4 753 °F) ; Parmi les éléments naturels, seuls le tantale, l'osmium, le rhénium, le tungstène et le carbone ont des points de fusion plus élevés. Il possède l’un des coefficients de dilatation thermique les plus bas parmi les métaux utilisés dans le commerce. La résistance à la traction des fils de molybdène augmente environ 3 fois, d'environ 10 à 30 GPa, lorsque leur diamètre diminue d'environ 50 à 100 nm à 10 nm.

Propriétés chimiques

Le molybdène est un métal de transition avec une électronégativité de 2,16 sur l'échelle de Pauling. Il ne réagit pas visiblement avec l'oxygène ou l'eau à température ambiante. La faible oxydation du molybdène commence à 300 °C (572 °F) ; une oxydation massive se produit à des températures supérieures à 600 °C, entraînant la formation de trioxyde de molybdène. Comme beaucoup de métaux de transition plus lourds, le molybdène montre peu de tendance à former un cation en solution aqueuse, bien que le cation Mo3+ soit connu dans des conditions soigneusement contrôlées.

Produits chauds de molybdène