Molybden

Molybdens egenskaper

Atomnummer 42
CAS-nummer 7439-98-7
Atommassa 95,94
Smältpunkt 2620°C
Kokpunkt 5560°C
Atomvolym 0,0153 nm3
Densitet vid 20 °C 10,2 g/cm³
Kristallstruktur kroppscentrerad kubisk
Gitterkonstant 0,3147 [nm]
Överflöd i jordskorpan 1,2 [g/t]
Ljudhastighet 5400 m/s (vid rt) (tunn stång)
Termisk expansion 4,8 µm/(m·K) (vid 25 °C)
Värmeledningsförmåga 138 W/(m·K)
Elektrisk resistivitet 53,4 nΩ·m (vid 20 °C)
Mohs hårdhet 5.5
Vickers hårdhet 1400-2740Mpa
Brinell hårdhet 1370-2500Mpa

Molybden är ett kemiskt grundämne med symbolen Mo och atomnummer 42. Namnet kommer från nylatinska molybdaenum, från antikens grekiska Μόλυβδος molybdos, som betyder bly, eftersom dess malmer förväxlades med blymalmer. Molybdenmineraler har varit kända genom historien, men grundämnet upptäcktes (i betydelsen av att skilja det som en ny enhet från mineralsalterna av andra metaller) 1778 av Carl Wilhelm Scheele. Metallen isolerades första gången 1781 av Peter Jacob Hjelm.

Molybden förekommer inte naturligt som en fri metall på jorden; det finns endast i olika oxidationstillstånd i mineraler. Det fria elementet, en silverfärgad metall med en grå gjutning, har den sjätte högsta smältpunkten av något element. Det bildar lätt hårda, stabila karbider i legeringar, och av denna anledning används större delen av världsproduktionen av elementet (cirka 80%) i stållegeringar, inklusive höghållfasta legeringar och superlegeringar.

Molybden

De flesta molybdenföreningar har låg löslighet i vatten, men när molybdenhaltiga mineraler kommer i kontakt med syre och vatten är den resulterande molybdatjonen MoO2-4 ganska löslig. Industriellt används molybdenföreningar (cirka 14 % av världsproduktionen av grundämnet) i högtrycks- och högtemperaturapplikationer som pigment och katalysatorer.

Molybdenbärande enzymer är de överlägset vanligaste bakteriella katalysatorerna för att bryta den kemiska bindningen i atmosfäriskt molekylärt kväve i processen för biologisk kvävefixering. Minst 50 molybdenenzymer är nu kända i bakterier, växter och djur, även om endast bakteriella och cyanobakteriella enzymer är involverade i kvävefixering. Dessa nitrogenaser innehåller molybden i en annan form än andra molybdenenzymer, som alla innehåller helt oxiderat molybden i en molybdenkofaktor. Dessa olika molybdenkofaktorenzymer är avgörande för organismerna, och molybden är ett väsentligt element för livet i alla högre eukaryota organismer, men inte i alla bakterier.

Fysiska egenskaper

I sin rena form är molybden en silvergrå metall med en Mohs-hårdhet på 5,5 och en standardatomvikt på 95,95 g/mol. Den har en smältpunkt på 2 623 °C (4 753 °F); av de naturligt förekommande grundämnena är det bara tantal, osmium, rhenium, volfram och kol som har högre smältpunkter. Den har en av de lägsta termiska expansionskoefficienterna bland kommersiellt använda metaller. Draghållfastheten hos molybdentrådar ökar cirka 3 gånger, från cirka 10 till 30 GPa, när deras diameter minskar från ~50–100 nm till 10 nm.

Kemiska egenskaper

Molybden är en övergångsmetall med en elektronegativitet på 2,16 på Paulingskalan. Det reagerar inte synligt med syre eller vatten vid rumstemperatur. Svag oxidation av molybden börjar vid 300 °C (572 °F); Bulkoxidation sker vid temperaturer över 600 °C, vilket resulterar i molybdentrioxid. Liksom många tyngre övergångsmetaller visar molybden liten benägenhet att bilda en katjon i vattenlösning, även om Mo3+-katjonen är känd under noggrant kontrollerade förhållanden.

Heta produkter av molybden