Молибден металл или неметалл

Обновлено: 05.07.2024

МОЛИБДЕН
Mo (molibdenium),
металл, член семейства хрома (Cr, Mo, W) - IVB подгруппы периодической системы элементов. Молибден в 1778 был открыт в виде оксида шведским химиком К.Шееле, который и дал ему название, происходящее от греческого слова "молибдос", означающего "свинец" (из-за внешнего сходства минерала свинцовый блеск с молибденитом, из которого Шееле удалось выделить оксид молибдена действием азотной кислоты). В металлическом состоянии, но с примесями впервые его получил П. Гьельм в 1782. Распространенность в природе и получение. Молибден встречается в природе только в виде соединений и не имеет широкого распространения. Наиболее важной рудой является молибденит (MoS2, молибденовый блеск), обширные месторождения которого обнаружены в шт. Колорадо (США). Другими менее важными рудами являются повеллит CaMoO4 и вульфенит PbMoO4. Для получения металла первоначально проводят обжиг молибденита, превращая его в оксид, последний восстанавливают углеродом в электрических печах до металла. Если необходима более высокая чистота металла, оксид восстанавливают алюминием или водородом. СВОЙСТВА МОЛИБДЕНА
Атомный номер 42 Атомная масса 95,94 Изотопы

Температура плавления, ° С 2610 Температура кипения, ° С 5560 Плотность, г/см3 10,2 Твердость (по Моосу) 5,5-8,5 Содержание в земной коре, % (масс.) 0,0015 Степени окисления +2, +3, +4, +5, +6
Свойства. Это серебристо-белый, ковкий и пластичный металл. Наличие примесей увеличивает твердость и хрупкость металла. При комнатной температуре молибден не окисляется кислородом воздуха, не реагирует с водой и хлором. Он начинает окисляться при 600° C, а при более высоких температурах реагирует с углеродом, серой и фосфором, образуя карбиды, сульфиды и фосфиды соответственно. Молибден не реагирует с соляной и разбавленной серной кислотами, но хорошо растворим в азотной или горячей серной кислотах.
Соединения. Наиболее устойчивы соединения молибдена в высшей степени окисления. Для молибдена типичны соединения с галогенами и кислородом, например, MoCl2, MoCl3 , MoCl4, MoCl5, Mo2O3, MoO2, Mo2O5, MoO3 и молибдаты металлов типа Na2MoO4. Растворы солей Mo имеют обычно оливково-зеленый цвет.
Оксиды. Известно несколько оксидов молибдена. Оксид молибдена(III) Mo2O3 - черный, твердый, получают его прокаливанием Mo(OH)3 или Mo2O3*3H2O; оксид молибдена(V) Mo2O5 образуется разложением MoO(OH)3 или Mo2O5*3H2O; оксид молибдена(IV) MoO2 получают прокаливанием Mo2O3 на воздухе, а также восстановлением MoO3 водородом или углеродом; оксид молибдена(VI) MoO3, желтовато-белый порошок, образующийся при прокаливании молибденита, плохо растворяется в воде (1:500), давая раствор со слабокислой реакцией.
Молибдаты. Молибдаты типа Na2MoO4 получают спеканием MoO3 с карбонатом или оксидом соответствующего металла. В растворе соли, как правило, нестабильны и образуют полимолибдаты усложненного состава, который зависит от кислотности среды. В щелочных растворах, например, существует ион MoO42-, в умереннокислых - (Mo3O11)4-, а в сильнокислом растворе возможно образование (Mo12O41)10- и (Mo24O78)12-.
Применение. Около 90% добываемого молибдена используется для производства ферросплавов. Инструментальная сталь содержит до 6% Mo, хромовые и никелевые стали - 0,1-0,5%; обычно добавляют немного молибдена в виде оксида, молибдата кальция или ферромолибдена. В целом добавки молибдена придают сталям твердость и прочность (хотя и усиливают ломкость некоторых сталей после закалки) и увеличивают их коррозионную стойкость. Введение молибдена увеличивает прочность на разрыв и улучшает другие свойства, например высокотемпературную прочность, сопротивление скалыванию. Поэтому из молибденовых сплавов изготовляют режущий инструмент и сверла, арматуру, трубы, заводские емкости, работающие с перегретым паром, автомобильные распределительные валы и клапаны. Некоторые молибденовые соединения используются в качестве микроудобрений, красителей кожи и текстиля, пигментов для керамики, применяются в производстве синтетических каучуков, специальных смазок и катализаторов промышленных процессов.
См. также ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ.
ЛИТЕРАТУРА
Зеликман А.Н. Молибден. М., 1970 Порай-Кошиц М.А., Атовмян Л.О. Кристаллохимия и стереохимия координационных соединений молибдена. М., 1974

Энциклопедия Кольера. — Открытое общество . 2000 .

Полезное

Смотреть что такое "МОЛИБДЕН" в других словарях:

МОЛИБДЕН — (греч. molibdaine, от molybdos свинец). Беловатый металл, встречающийся в молибдените, в соединении с серою. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. МОЛИБДЕН блестящий хрупкий металл; уд. в. = 9,01; раствор … Словарь иностранных слов русского языка

МОЛИБДЕН — МОЛИБДЕН, хим. элемент, симв. Mo, порядковый номер 42, ат. вес 96,0; стоит в 6 й группе периодической системы. Природные соединения М.: молибденовый блеск MoS2 и желтая свинцовая руда РЬМо04. Получается М. из MoS2 обжиганием и последующим… … Большая медицинская энциклопедия

МОЛИБДЕН — (символ Мо), серебристо белый ПЕРЕХОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, металл, впервые открытый в 1778 г. Добывается из руд, содержащих МОЛИБДЕНИТ (МоS2). Концентрированный минерал обжигается для получения триоксида молибдена, который смешивается с железом … Научно-технический энциклопедический словарь

МОЛИБДЕН — (латинское Molybdaenum), Mo, химический элемент VI группы периодической системы, атомный номер 42, атомная масса 95,94; металл, tпл 2623 шC. Молибден используют для легирования сталей, как компонент жаропрочных сплавов в авиационной, ракетной и… … Современная энциклопедия

Молибден — Mo (лат. Molybdaenum, от греч. molybdos свинец * a. molybdenum; н. Molybdan; ф. molybdene; и. molibdeno), хим. элемент VI группы периодич. системы Менделеева, ат. н. 42, ат. м. 95,94. B природном M. семь стабильных изотопов; 92Mo (15,86%) … Геологическая энциклопедия

Молибден — (латинское Molybdaenum), Mo, химический элемент VI группы периодической системы, атомный номер 42, атомная масса 95,94; металл, tпл 2623 °C. Молибден используют для легирования сталей, как компонент жаропрочных сплавов в авиационной, ракетной и… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

МОЛИБДЕН — (лат. Molybdaenum) Мо, химический элемент VI группы периодической системы, атомный номер 42, атомная масса 95,94. Название от греческого molybdos свинец (по сходству минералов Мо и Рb). Светло серый металл, плотность 10,2 г/см³, tпл 2623 .С.… … Большой Энциклопедический словарь

МОЛИБДЕН — [дэ], молибдена, муж. (от греч. molybdos свинец) (хим.). Химический элемент твердый металл с белым блеском. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

МОЛИБДЕН — [дэ ], а, муж. Химический элемент твёрдый блестящий серебристо белый металл. | прил. молибденовый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

МОЛИБДЕН — (Molybdenum), Mo, хим. элемент побочной подгруппы VI группы нериодич. системы элементов, ат. номер 42, ат. масса 95,94. В природе представлен 7 стабильными изотопами: 92Mo (14,84%), 94Mo (9,25%), 95Mo (15,92%), 96Mo(16,68%), 97Mo (9,55%), 98Mo… … Физическая энциклопедия

молибден — сущ., кол во синонимов: 2 • металл (86) • элемент (159) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Тугоплавкий металл молибден

Молибден (Mo) (Molybdenum) - химический элемент с атомным номером 42 в периодической системе, ковкий переходный металл серо-стального цвета в компактном состоянии и черно-серого - в диспергированном. Плотность 10,2 г/см 3 , t_пл. = 2620°С, t_кип. = 4630°С. Содержание в земной коре 3·10 -4 % по массе. В свободном виде молибден не встречается. Известно около 20 минералов. Важнейшие из них: молибденит МоS₂, повеллит СаМоО₄, молибдит Fe(MoO₄)₃·nH₂O и вульфенит PbMoO₄.

История открытия

Молибден был открыт в 1778 году шведским химиком Карлом Шееле - получен оксид МоО3. В 1782 г. П. Гьельм впервые получил Mo в металлическом состоянии, но загрязненный углеродом и карбидом молибдена. Чистый металл в 1817 году был получен шведским химиком Й. Берцелиусом.

Первые попытки использования молибдена в металлургии стали относятся к концу прошлого столетия. Его промышленное производство началось в 1909-1910 гг., когда были обнаружены особые свойства орудийных и броневых сталей, легированных этим металлом, а также была разработана технология получения компактных тугоплавких металлов методом порошковой металлургии.

Свойства молибдена

Молибден, как и вольфрам, в периодической системе элементов Д. И. Менделеева расположен в VI группе, но в 5-м периоде. Наиболее характерно для него шестивалентное состояние, хотя известны соединения, в которых он имеет другие валентности. Порядковый номер 42; атомная масса 95,95; плотность при комнатной температуре 10200 кг/м 3 . Молибден относится к тугоплавким металлам, является переходным элементом. Он плавится при 2620±10°С и кипит примерно при 4800 °С.

Mo и его сплавы отличаются также высоким модулем упругости, малым температурным коэффициентом расширения, хорошей термостойкостью, малым сечением захвата тепловых нейтронов. Электропроводность данного металла ниже, чем у меди, но выше, чем у железа. По механической прочности он несколько уступает вольфраму, но легче поддается обработке давлением.

Физические и механические свойства

Свойство	Значение
Атомный номер	42
Атомная масса	95,94
Параметр элементарной ячейки, нм	0,31470
Атомный диаметр, нм	0,272
Плотность при 20°С, г/cм 3	10,2
Температура плавления, °С	2610
Температура кипения, °С	4612
Теплота плавления, кДж/моль:	28
Теплота испарения, кДж/моль:	590
Молярный объем, см³/моль:	9,4
Удельная теплоемкость, Дж/(г·К)	0,256
Теплопроводность, Вт/(м·К)	142
Коэффициент линейного расширения, 10 -6 К -1	4,9
Электросопротивление, мкОм·см	5,70
Модуль Юнга, ГПа	336,3
Модуль сдвига, ГПа	122
Коэффициент Пуассона	0,30
Твердость, НВ	125
Цвет искры	Короткий желтый прерывистый пучок искр
Группа металлов	Тугоплавкий металл

Химические свойства

Свойство	Значение
Ковалентный радиус:	130 пм
Радиус иона:	(+6e) 62 (+4e) 70 пм
Электроотрицательность (по Полингу):	2,16
Электродный потенциал:	0
Степени окисления:	6, 5, 4, 3, 2

Марки молибдена и сплавов

МЧ - чистый молибден без присадок.
МЧВП - чистый молибден без присадок, произведенный методом вакуумной плавки.
МРН - молибден разного назначения, не содержит присадок, включает большее количество примесей по сравнению с марками МЧ и МЧВП.
МК - содержит кремнещелочную присадку.
ЦМ - в качестве присадки используются цирконий и/или титан.
МР - сплав молибдена с рением.
МВ - сплав молибдена с вольфрамом.

Достоинства / недостатки

Достоинства

имеет высокую точку плавления, а следовательно - жаропрочность;
т.к. плотность данного металла (10200 кг/м 3 ) почти в два раза меньше плотности вольфрама (19300 кг/м 3 ), то сплавы на основе молибдена обладают значительно большей удельной прочностью (при температурах ниже 1370 °С);
имеет высокий модуль упругости;
малый температурный коэффициент расширения;
обладает хорошей термостойкостью;
малое сечение захвата тепловых нейтронов;
для молибдена характерна высокая коррозионная стойкость. Данный металл устойчив в большей части щелочных растворов, а также в серной, соляной и плавиковой кислотах при разных температурах и концентрациях.

Недостатки

обладает небольшой окалийностью;
высокая хрупкость сварных швов;
малая пластичность при низких температурах;
упрочнение нагартовкой можно использовать лишь до 700-800 °С, при более высоких температурах происходит разупрочнение из-за возврата.

Области применения молибдена

Молибден и его сплавы относятся к тугоплавким материалам. Для изготовления обшивки головных частей ракет и самолетов тугоплавкие металлы и сплавы на их основе используют в двух вариантах. В одном из вариантов эти металлы служат лишь тепловыми экранами, которые отделены от основного конструкцнонного материала теплоизоляцией. Во втором случае тугоплавкие металлы и их сплавы служат основным конструкционным материалом. Молибден занимает второе место после вольфрама и его сплавов по прочностным свойствам. Однако, по удельной прочности при температурах ниже 1350-1450°С Mo и его сплавы занимают первое место. Таким образом, наибольшее распространение для изготовлеиия обшивки и элементов каркаса ракет и сверхзвуковых самолетов получают молибден и ниобий и их сплавы, обладающие большей удельной прочностью до 1370°С по сравненню с танталом, вольфрамом и сплавами на их основе.

Из Mo изготовляют сотовые панели космических летательных аппаратов, теплообменники, оболочки возвращающихся на землю ракет и капсул, тепловые экраны, обшивку кромок крыльев и стабилизаторы в сверхзвуковых самолетах. В очень тяжелых условиях работают некоторые детали прямоточных ракетных и турбореактивных двигателей (лопатки турбин, хвостовые юбки, заслонки форсунок, сопла ракетных двигателей, поверхности управления в ракетах с твердым топливом). При этом от материала требуется не только высокое сопротивление окислению и газовой эрозии, но и высокая длительная прочность и сопротивление удару. При температурах ниже 1370°С для изготовления данных деталей используют молибден и его сплавы.

Молибден - перспективный материал для оборудования, работающего в среде серной, соляной и фосфорной кислот. В связи с высокой стойкостью данного металла в расплавленном стекле его широко используют в стекольной промышленности, в частности для изготовления электродов для плавки стекла. В настоящее время из молибденовых сплавов изготавливают прессформы и стержни машин для литья под давлением алюминиевых, цинковых и медных сплавов. Высокая прочность и твердость таких материалов при повышенных температурах обусловили их применение в качестве инструмента при горячей обработке сталей и сплавов давлением (оправки прошивных станов, матрицы, прессштемпели).

Молибден существенно улучшает свойства сталей. Присадка Mo значительно повышает их прокаливаемость. Небольшие добавки Mo (0,15-0,8 %) в конструкционные стали настолько увеличивают их прочность, вязкость и коррозионную стойкость, что они используются при изготовлении самых ответственных деталей и изделий. Для повышения твердости молибден вводят в сплавы кобальта и хрома (стеллиты), которые применяют для наплавки кромок деталей из обычной стали, работающих на износ (истирание).Также он входит в состав ряда кислотоупорных и жаростойких сплавов на основе никеля, кобальта и хрома.

Еще одной областью применения является производство нагревательных элементов электропечей, работающих в атмосфере водорода при температурах до 1600°С. Также молибден широко используется в радиоэлектронной промышленности и рентгенотехнике для изготовления различных деталей электронных ламп, рентгеновских трубок и других вакуумных приборов.

Соединения молибдена — сульфид, оксиды, молибдаты — являются катализаторами химических реакций, пигментами красителей, компонентами глазурей. Также данный металл как микродобавка входит в состав удобрений. Гексафторид молибдена применяется при нанесении металлического Mo на различные материалы. МоSi₂ используется как твердая высокотемпературная смазка. Чистый монокристаллический Mo используется для производства зеркал для мощных газодинамических лазеров. Теллурид молибдена является очень хорошим термоэлектрическим материалом для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с 780 мкВ/К). Трехокись молибдена (молибденовый ангидрид) широко применяется в качестве положительного электрода в литиевых источниках тока. Дисульфид MoS₂ и диселенид МоSе₂ молибдена используют в качестве смазки трущихся деталей, работающих при температурах от -45 до +400°С. В лакокрасочной и легкой промышленности для изготовления красок и лаков и для окраски тканей и мехов в качестве пигментов применяют ряд химических соединений Mo.

Продукция из молибдена

Промышленностью выпускается большое разнообразие продукции. Наиболее распространены молибденовая проволока, прутки из молибдена, молибденовый порошок, штабик, лист.

Молибденовые прутки, а также проволока и лента применяются для изготовления нагревателей высокотемпературных электрических печей. Помимо этого прутки используются для изготовления вводов электровакуумных приборов. Проволока нашла применение при производстве высокотемпературных термопар, ламп накаливания, приемно-усилительных и генераторных ламп, рентгеновских трубок. Листы применяются в качестве конструкционного материала для производства изделий авиационной и космической отраслей. Молибденовый порошок выступает в качестве легирующей добавки к различным сталям и сплавам. Также он является исходным сырьем для получения компактного молибдена.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Молибден

Темно-серебристый металл

Молибде́н / Molybdaenum (Mo), 42

2,16 (шкала Полинга)

Содержание

История и происхождение названия

Открыт в 1778 году шведским химиком Карлом Шееле, который, прокаливая молибденовую кислоту, получил МоО₃. В металлическом состоянии впервые получен П. Гьельмом в 1782 г. восстановлением оксида углём: он получил молибден, загрязненный углеродом и карбидом молибдена. Чистый молибден в 1817 году получил Й. Берцелиус.

Название происходит от др.-греч. μόλυβδος , означающего «свинец». Оно дано из-за внешнего сходства молибденита (MoS₂), минерала из которого впервые удалось выделить оксид молибдена, со свинцовым блеском (PbS). Вплоть до XVIII в. молибденит не отличали от графита и свинцового блеска, эти минералы носили общее название «молибден».

Нахождение в природе

Содержание в земной коре 3·10 −4 % по массе. В свободном виде молибден не встречается. В земной коре молибден распространён относительно равномерно. Меньше всего содержат молибдена ультраосновные и карбонатные породы (0,4 — 0,5 г/т). Концентрация молибдена в породах повышается по мере увеличения SiO₂. Молибден находится также в морской и речной воде, в золе растений, в углях и нефти. Содержание молибдена в морской воде колеблется от 8,9 до 12,2 мкг/л [2] для разных океанов и акваторий. Общим является то, что воды вблизи берега и верхние слои меньше обогащены молибденом, чем воды на глубине и вдали от берега. Наиболее высокие концентрации молибдена в породах связаны с акцессорными минералами (магнетит, ильменит, сфен), однако основная масса его заключена в полевых шпатах и меньше в кварце. Молибден в породах находится в следующих формах: молибдатной и сульфидной в виде микроскопических и субмикроскопических выделений, изоморфной и рассеянной (в породообразующих минералах). Молибден обладает большим сродством с серой, чем с кислородом, и в рудных телах образуется сульфид четырёхвалентного молибдена — молибденит. Для кристаллизации молибденита наиболее благоприятны восстановительная среда и повышенная кислотность. В поверхностных условиях образуются преимущественно кислородные соединения Мо 6+ . В первичных рудах молибденит встречается в ассоциации с вольфрамитом и висмутином, с минералами меди (медно-порфировые руды), а также с галенитом, сфалеритом и урановой смолкой (в низкотемпературных гидротермальных месторождениях). Хотя молибденит считается устойчивым сульфидом по отношению к кислым и щелочным растворителям, в природных условиях при длительном воздействии воды и кислорода воздуха молибденит окисляется и молибден может интенсивно мигрировать с образованием вторичных минералов. Этим можно объяснить повышенные концентрации молибдена в осадочных отложениях — углистых и кремнисто-углистых сланцах и углях.

Известно около 20 минералов молибдена. Важнейшие из них: молибденит MoS₂ (60 % Mo), повеллит СаМоО₄ (48 % Мо), молибдит Fe(MoO₄)₃·nH₂O (60 % Mo) и вульфенит PbMoO₄.

Месторождения

Крупные месторождения молибдена известны в США, Мексике, Чили, Канаде, Австралии, Норвегии, России [3] . Более 7 % от мировых запасов молибдена расположены в Армении [4] , причем 90% из них сосредоточены в Каджаранском медно-молибденовом месторождении.

Генетические группы и промышленные типы месторождений

1. Контактово-метасоматические (скарновые)

А. Высокотемпературные (грейзеновые)

в. кварц-халькопирит-молибденитовые (меднопорфировые руды)

Получение

Промышленное получение молибдена начинается с обогащения руд флотационным методом. Полученный концентрат обжигают до образования оксида МоО₃:

который подвергают дополнительной очистке. Далее МоО₃ восстанавливают водородом:

Полученные заготовки обрабатывают давлением (ковка, прокатка, протяжка).

Физические свойства

Молибден — светло-серый металл с кубической объёмноцентрированной решёткой типа α-Fe (a = 3,14 Å; z = 2; пространственная группа Im3m), парамагнитен, шкала Мооса определяет его твердость 4.5 баллами [5] . Механические свойства, как и у большинства металлов, определяются чистотой металла и предшествующей механической и термической обработкой (чем чище металл, тем он мягче). Обладает крайне низким коэффициентом теплового расширения. Молибден является тугоплавким металлом c температурой плавления 2620 °C и температурой кипения — 4639 °C.

Химические свойства

При комнатной температуре на воздухе молибден устойчив. Начинает окисляться при 400 °C. Выше 600 °C быстро окисляется до триоксида МоО₃. Этот оксид получают также окислением дисульфида молибдена MoS₂ и термолизом молибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O.

Мо образует оксид молибдена (IV) МоО₂ и ряд оксидов, промежуточных между МоО₃ и МоО₂.

С галогенами Mo образует ряд соединений в разных степенях окисления. При взаимодействии порошка молибдена или МоО₃ с F₂ получают гексафторид молибдена MoF₆, бесцветную легкокипящую жидкость. Mo (+4 и +5) образует твердые галогениды MoHal₄ и MoHal₅ (Hal = F, Cl, Br). С иодом известен только дийодид молибдена MoI₂. Молибден образует оксигалогениды: MoOF₄, MoOCl₄, MoO₂F₂, MoO₂Cl₂, MoO₂Br₂, MoOBr₃ и другие.

При нагревании молибдена с серой образуется дисульфид молибдена MoS₂, с селеном — диселенид молибдена состава MoSe₂. Известны карбиды молибдена Mo₂C и MoC — кристаллические высокоплавкие вещества и силицид молибдена MoSi₂.

Особая группа соединений молибдена — молибденовые сини. При действии восстановителей — сернистого газа, цинковой пыли, алюминия или других на слабокислые (рН=4) суспензии оксида молибдена образуются ярко-синие вещества переменного состава: Мо₂О₅·Н₂О, Мо₄О₁₁·Н₂О и Мо₈О₂₃·8Н₂О.

Mo образует молибдаты, соли не выделенных в свободном состоянии слабых молибденовых кислот, хН₂О· уМоО₃ (парамолибдат аммония 3(NH₄)₂O·7MoO₃·zH₂O; СаМоО₄, Fe₂(МоО₄)₃ — встречаются в природе). Молибдаты металлов I и III групп содержат тетраэдрические группировки [МоО₄].

При подкислении водных растворов нормальных молибдатов образуются ионы MoO₃OH − , затем ионы полимолибдатов: гепта-, (пара-) Мо₇О₂₆ 6− , тетра-(мета-) Мо₄О₁₃ 2− , окта- Мо₈О₂₆ 4− и другие. Безводные полимолибдаты синтезируют спеканием МоО₃ с оксидами металлов.

Существуют двойные молибдаты, в состав которых входят сразу два катиона, например, М +1 М +3 (МоО₄)₂, М +1 ₅М +3 (МоО₄)₄. Оксидные соединения, содержащие молибден в низших степенях окисления — молибденовые бронзы, например, красная K_0,26MoO₃ и синяя К_0,28МоО₃. Эти соединения обладают металлической проводимостью и полупроводниковыми свойствами.

Применение

Молибден используется для легирования сталей, как компонент жаропрочных и коррозионностойких сплавов. Молибденовая проволока (лента) служит для изготовления высокотемпературных печей, вводов электрического тока в лампочках. Соединения молибдена — сульфид, оксиды, молибдаты — являются катализаторами химических реакций, пигментами красителей, компонентами глазурей. Гексафторид молибдена применяется при нанесении металлического Mo на различные материалы, MoS₂ используется как твердая высокотемпературная смазка. Mo входит в состав микроудобрений. Радиоактивные изотопы изотопные индикаторы.

Молибден — один из немногих легирующих элементов, способных одновременно повысить прочностные, вязкие свойства стали и коррозионную стойкость. Обычно при легировании одновременно с увеличением прочности растет и хрупкость металла. Известны случаи использования молибдена при изготовлении в Японии холодного оружия в XI—XIII вв [6] .

Молибден-99 используется для получения технеция-99, который используется в медицине при диагностике онкологических и некоторых других заболеваний. Общее мировое производство молибдена-99 составляет около 12 000 Кюри в неделю (из расчёта активности на шестой день), стоимость молибдена-99 — 46 млн долларов за 1 грамм (470 долларов за 1 Ки) [7] .

В 2005 году мировые поставки молибдена (в пересчёте на чистый молибден) составили, по данным «Sojitz Alloy Division», 172,2 тыс. тонн (в 2003—144,2 тыс. тонн). Чистый монокристаллический молибден используется для производства зеркал для мощных газодинамических лазеров. Теллурид молибдена является очень хорошим термоэлектрическим материалом для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с 780 мкВ/К). Трёхокись молибдена (молибденовый ангидрид) широко применяется в качестве положительного электрода в литиевых источниках тока.

Молибден применяется в высокотемпературных вакуумных печах сопротивления в качестве нагревательных элементов и теплоизоляции. Дисилицид молибдена применяется в качестве нагревателей в печах с окислительной атмосферой, работающих до 1800 °С.

Биологическая роль

Физиологическое значение молибдена для организма животных и человека было впервые показано [кем?] в 1953 г, с открытием влияния этого элемента на активность фермента ксантиноксидазы. Молибден промотирует (делает более эффективной) работу антиокислителей, в том числе витамина С. Важный компонент системы тканевого дыхания. Усиливает синтез аминокислот, улучшает накопление азота. Молибден входит в состав ряда ферментов (альдегидоксидаза, сульфитоксидаза, ксантиноксидаза и др.), выполняющих важные физиологические функции, в частности, регуляцию обмена мочевой кислоты. Молибденоэнзимы катализируют гидроксилирование различных субстратов. Альдегидоксидаза окисляет и нейтрализует различные пиримидины, пурины, птеридины. Ксантиноксидаза катализирует преобразование гипоксантинов в ксантины, а ксантины — в мочевую кислоту. Сульфитоксидаза катализирует преобразование сульфита в сульфат.

Недостаток молибдена в организме сопровождается уменьшением содержания в тканях ксантиноксидазы. При недостатке молибдена страдают анаболические процессы, наблюдается ослабление иммунной системы. Тиомолибдат аммония (растворимая соль молибдена), является антагонистом меди и нарушает ее утилизацию в организме.

Круговорот азота

Молибден входит в состав активного центра нитрогеназы — фермента для связывания атмосферного азота (распространён у бактерий и архей).

Микроэлемент

Микроколичества молибдена необходимы для нормального развития организмов, используется в составе микроэлементной подкормки, в частности, под ягодные культуры.

(от греч. molybdos-свинец; лат. Molybdae-num) Mo, хим. элемент VI гр. периодич. системы, ат. н. 42, ат. м. 95,94. В природе семь стабильных изотопов с маc. ч. 92 (15,86%), 94 (9,12%), 95 (15,70%), 96 (16,50%), 97 (9,45%), 98 (23,75%), 100 (9,62%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси изотопов 2,4Х10 -28 м 2 . Конфигурация внеш. электронной оболочки атома 4d 5 5s l ; степени окисления от +2 до +6 (последняя наиб. характерна); энергия ионизации при последоват. переходе от Мо к Мо б+ соотв. равны 7,10, 16,155, 27,13, 40,53, 55,6 и 71,7 эВ; работа выхода электрона 4,3 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,8; атомный радиус 0,14 нм, ионные радиусы (нм; в скобках указаны координац: числа) Мо 3+ 0,083 (6), Мо 4+ 0,079 (6), Мо 5+ 0,075 (6), Мо 6+ 0,055 (4), 0,064 (5), 0,073 (6) и 0,087 (7).

М. мало распространен в природе. Содержание его в земной коре ~3Х10 -4 % по массе. Известно ок. 20 минералов М., важнейший из них - молибденит MoS 2 ; пром. значение имеют также повеллит СаМоО 4 , молибдит Fe 2 (MoO 4 ) 3 Х nН 2 О и вульфенит РbМоО 4 . Важнейшие месторождения молибденита связаны с гидротермальными образованиями, особенно широко распространены в кварцевых жилах и окварцованных породах. В рудах М. ассоциируется с шеелитом, вольфрамитом, касситеритом, сульфидами Сu и Fe, иногда с бериллом. Часто содержит в виде изоморфной примеси редкий металл Re (0,04-0,0001%). Кроме собственно молибденовых руд, содержащих обычно 0,1-1% М., источниками М. служат нек-рые медные и медно-свинцово-цинковые руды. Крупные месторождения их находятся в США, Мексике, Чили, Канаде, Норвегии, Австралии, СССР.

Мех. св-ва М. определяются чистотой металла и предшествующей мех. и термич. обработкой. Так, твердость по Бринеллю 1,5-1,6 ГПа для т. наз. спеченного штабика, 2-2,5 ГПа для кованого прутка и 1,40-1,85 ГПа для отожженной проволоки; s раст 800-1200 МПа для отожженной проволоки. Модуль упругости для М. 285-300 ГПа. М. более пластичен, чем W, он не становится хрупким после рекристаллизующего отжига.

На воздухе при обычной т-ре М. устойчив. Начинает окисляться (появляются т. наз. цвета побежалости) при 400 °С. Выше 600 °С быстро окисляется до триоксида МоО 3 (см. Молибдена оксиды). С парами воды выше 700 °С интенсивно взаимод., давая диоксид МоО 2 . При комнатной т-ре М. устойчив к действию соляной и серной к-т, слабо реагирует с ними при 80-100 °С. Царская водка, HNO 3 и Н 2 О 2 медленно взаимод. с М. на холоду, быстрее-при нагревании. Хорошо реагирует М. со смесью HNO 3 и H 2 SO 4 . Вольфрам в этой смеси не растворяется. В холодных р-рах щелочей М. устойчив, но медленно корродирует при нагревании.

С водородом М. при нагр. образует твердые р-ры (при 1000 °С поглощается 0,5 см 3 Н 2 в 100 г М.). Выше 1500 °С с N 2 дает нитрид (вероятного состава Mo 2 N). Углерод, углеводороды, а также СО при 1100-1200 °С взаимод. с М. с образованием карбида Мо 2 С (т. пл. 2400 °С, с разл.). Окисляется СО 2 (выше 1200 °С) и SO 2 (при 700-800 °С). При нагр. с F 2 , Cl 2 и Вr 2 образует молибдена галогениды. С парами S выше 440 °С и с H 2 S выше 800 °С дает дисульфид MoS 2 (см. Молибдена сульфиды), с Si выше 1200 °С-силицид.

Б о р и д ы: Мо 2 В (т. пл. 2270°С, с разл.), МоВ (т. пл. 2550 °С), Мо 2 В 5 (т. пл. 2200 °С, с разл.). Серые кристаллы; не раств. в воде и орг. р-рителях. Получают восстановлением оксидов Мо карбидом бора в вакууме, спеканием простых в-в. Борид Мо 2 В-материал для подогревных катодов электроннолучевых приборов, МоВ и Мо 2 В 5 -компоненты керметов, Мо 2 В 5 -также огнеупорный материал. ПДК для пыли 4 мг/м 3 .

Г е к с а к а р б о н и л Мо(СО) б -кристаллы с ромбич. решеткой (а=1,123нм, b= 1,202 нм, с= 0,648 нм, z= 4, пространств. группа Р2 пb); заметно возгоняется выше 40 °С, т. пл. 148 °С, т. кип. 155 °С; не раств. в воде, р-рах щелочей, разлагается конц. H 2 SO 4 , соляной к-той, HNO 3 . Получают действием СО на МоСl 5 в присут. стружки Fe при 200 °С и давлении 28 МПа. Применяют его для нанесения покрытий Мо на металлы, керамику, графит (молибденирование).

Д и с е л е н и д MoSe 2 - темно-серое в-во со слоистой структурой типа MoS 2 ; т. разл. 900 °С (в вакууме); не раств. в воде, окисляется HNO 3 . Получают взаимод. паров Se или H 2 Se с Мо или МоО 3 . MoSe 2 -твердая смазка.

Д и с и л и ц и д MoSi 2 -темно-серые кристаллы с тетрагон. решеткой ( а =0,3197 нм, с -0,787 нм, z = 2, пространств. группа I4/mmm); т. пл. ок. 2030 °С; устойчив на воздухе до 1500-1600 °С; микротвердость 14,1 ГПа; не раств. в воде, соляной к-те, H 2 SO 4 , разлагается в смеси HNO 3 с фтористоводородной к-той. Получают нагреванием смеси порошков Мо и Si при 1000-1100°С. MoSi 2 -материал для нагревателей электропечей. Его применяют также для нанесения защитных покрытий на изделия из М.

К а р б и д ы: Мо 2 С (т. пл. 2690°С, микротвердость 14 ГПа) и МоС (т. пл. 2570 °С) - кристаллы с гексагон. решеткой (для Мо 2 С: а= 0,3012 нм, с= 0,4735 нм; для МоС: а =0,2901 нм, с =0,2768 нм). Получают при нагр. Мо или МоО 3 с углеродом, в атмосфере СО или смеси СН 4 и Н 2 . Применяют в качестве добавок к углеграфитовым материалам для изменения прочностных, электрич. и др. св-в.

М о л и б д е н о в ы е с и н и-ярко-синие в-ва переменного состава, напр. Мо 8 О 23 Х8Н 2 О, Мо 4 О 11 ХН 2 О, Мо 2 О 5 ХН 2 О. Получают действием восстановителей (SO 2 , Zn, Al, Mo или SnCl 2 ) на слабокислые суспензии МоО 3 , Н 2 МоО 4 или р-ры молибдатов. В слегка подкисленной воде (рН ок. 4) образуют коллоидные р-ры, применяемые для крашения шелка, меха и. волос. Р-цию образования молибденовых синей используют в качеств. анализе для обнаружения Mo(VI).

См. также Молибдаты.

Иногда вместо обжига молибденитовый концентрат разлагают HNO 3 , при этом осаждают молибденовую к-ту МоО 3 Х Н 2 О, к-рую растворяют в аммиачной воде и получают, как описано выше, парамолибдат аммония. Часть М. остается в маточном р-ре, из к-рого М. извлекают ионным обменом или экстракцией. При переработке низкосортных концентратов (содержат 10-20% М.) огарки выщелачивают р-рами Na 2 CO 3 , из полученных р-ров Na 2 MoO 4 осаждают СаМоО 4 , используемый в черной металлургии. По др. способу с помощью ионного обмена или жидкостной экстракции р-р Na 2 MoO 4 переводят в р-р (NH 4 ) 2 MoO 4 , из к-рого затем выделяют парамолибдат аммония.

Металлич. М. получают первоначально в виде порошка восстановлением МоО 3 в токе сухого Н 2 в трубчатых печах сначала при 550-700 °С, затем при 900-1000 °С. Заготовки из компактного металла сечением 2-9 см 2 и длиной 450-600 мм производят методом порошковой металлургии. Порошок М. прессуют в стальных прессформах под давлением 0,2-0,3 МПа, а затем спекают сначала при 1000-1200 °С в атмосфере Н 2 , а затем при 2200-2400 °С. Полученные заготовки-спеченные штабики обрабатывают давлением (ковка, протяжка, прокатка). Заготовки массой 100-200 кг м. б. получены при использовании гидростатич. прессования в эластичных оболочках. Заготовки массой 500-2000 кг производят дуговой плавкой (в печах с охлаждаемым медным тиглем и расходуемым электродом, представляющим собой пакет спеченных штабиков) либо электроннолучевой плавкой.

Перспективен способ произ-ва М. алюминотермич. восстановлением МоО 3 ; полученные по этому методу слитки рафинируют вакуумной плавкой в дуговых печах. М. производят также восстановлением MoF 6 или МоСl 5 водородом, а также электролитически в солевых расплавах. Ферромолибден (сплав с Fe, содержащий 50-70% Мо) получают восстановлением огарка, полученного после обжига молиб-денитового концентрата, ферросилицием в присут. Fe 3 O 4 .

Определение. М. обнаруживают по образованию красного комплексного соед. Мо 5+ с KNCS или NH 4 NCS (Mo 6+ восстанавливают до Мо 5+ тиомочевиной, SnCl 2 и др.), по образованию красно-фиолетового комплексного соед. Мо 6+ с этилксантогенатом в слабокислом р-ре. Для определения М. в рудах и рудных концентратах навеску материала разлагают сплавлением с NaOH или Na 2 O 2 с послед. выщелачиванием сплава водой или применяют обработку HNO 3 , отделяя затем железо от М. осаждением аммиаком. При малых содержаниях М. (десятые доли %) обычно применяют колориметрич. роданидный метод определения. Для устранения влияния примеси W в р-р добавляют винную к-ту. Большие кол-ва М. (напр., в рудных концентратах, сплавах, солях) определяют гравиметрически путем осаждения РbМоО 4 (в уксуснокислом р-ре) или MoS 2 (в слабокислом р-ре). Иногда используют волюмометрич. метод определения М., к-рый состоит в восстановлении Мо 6+ цинком или амальгамами и послед. титрованием соед. М. низшей валентности перманганатом.

Применение. М. используют для легирования сталей (80-85% производимого М.), как компонент жаропрочных сплавов для авиац., ракетной и атомной техники, антикоррозионных сплавов для хим. машиностроения (см. Молибдена сплавы). Из молибденовой проволоки, ленты и прутков изготовляют аноды, сетки, катоды, вводы тока, держатели, нити накаливания и др. детали для электроламп и электровакуумных приборов. Молибденовую проволоку и ленту используют в качестве нагревателей для высокотемпературных печей. Радиоактивные изотопы 93 Мо (T 1/2 6,95 ч) и 99 Мо (Т 1/2 66 ч )-изотопные индикаторы.

Мировое произ-во М. (без СССР) составило в 1981, 1982 и 1983 соотв. 98, 80 и 45 тыс. т.

М. открыл в 1778 К. Шееле, выделивший молибденовую к-ту и нек-рые ее соли. П. Гьельм в 1790 впервые выделил металлич. М., к-рый был, однако, загрязнен углеродом и карбидом М. Чистый металл получил И. Берцелиус в 1817.

Лит.: Норкотт Л., в кн.: Молибден, пер. с англ., М., 1959; Зелик-ман А. Н., Молибден, М., 1970; Rollinson С. L., The chemistry of chromium, molybdenum and tungsten. Pergamon text in inorganic chemistry, v. 21, Oxf.-[a.o.], 1975; Мохосоев М. В., Базарова Ж. Г., Сложные оксиды молибдена и вольфрама с элементами I-IV групп, М., 1990. А. Н. Зеликман.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . Под ред. И. Л. Кнунянца . 1988 .

МОЛИБДЕН — универсальный металл

Молибденит люди узнали давно. Только его сходство с галенитом и графитом сыграло плохую шутку. Все три минерала называли одинаково — Molybdaena.

Родом из Швеции

История открытия металла родилась в Швеции. В середине XVIII века шведский химик А.Ф. Кронштедт предположил, что под именем Molybdaena скрываются разные вещества. После серии экспериментов К.В. Шееле (тоже швед) получил «Wasserbleyerde», особую белую землю, и дал ей название молибденовая кислота.

А в 1782 году П.Я. Гьельм (конечно, тоже швед) получил королек из молибденовой кислоты.

Гьельм был счастлив:

«Радуюсь, что мы теперь обладаем металлом – молибденом!».

Свойства металла

Молибден, Molybdaenum (Mo) — элемент № 42, расположенный в шестой группе 5-го периода таблицы Менделеева. Его относят к переходным металлам.

Некоторые характеристики элемента:

плотность 10,2 г/см³;
кристаллическая решетка объемноцентрированная, кубическая;
температура плавления 2623°C;
парамагнитен;
твердость по шкале Мооса 4,5.

Химические свойства во многом обусловлены степенями окисления: +2, +3, +4, +5, +6 (последняя самая устойчивая).

С водородом и азотом металл практически не реагирует.

При нормальных условиях молибден не вступает в реакции с газами воздуха. Начинает окисляться при нагреве выше 400°С.

При воздействии восстановителей в слабокислой среде образует молибденовые сини. Эти вещества используют как красители (например, в окраске шелка).

Добыча, месторождения

Молибден — металл редкий. В природе его нахождение в чистом виде исключено.

Известно почти два десятка молибденсодержащих минералов:

Минерал	Содержание рудообразующего металла
Молибденит	57-60%
Ферримолибдит	40-60%
Повелит	48%
Вульфенит	27–46%
Зейригит	До 24%

Другие содержащие молибден руды (чиллагит, комозит, кехлинит, иордизит и другие) не представляют интереса для промышленного использования.

Значимые месторождения металла принадлежат:

Рейтинг добычи молибденовых руд возглавляет Китай, на втором месте с большим отрывом США, на третьем месте Чили.

В Госбалансе запасов полезных ископаемых РФ числятся 34 месторождения молибдена.

Происхождением молибденовые руды из скарновых, грейзеновых, гидротермальных месторождений.

Содержание редкого металла в земной коре всего 0,02%. А ведь он необходим для существования человека, как биологического вида. Зато в космосе молибдена подозрительно много. Особенно им богаты красные гиганты — звезды-старики, у которых «все в прошлом».

Как получить Molybdaenum

Получение молибдена можно разделить на несколько стадий:

Методом флотации обогащают руду. В результате получают молибденовые концентраты, их три марки.
Производство из концентратов MoO3, т.н. «огарка», из огарка путем возгонки или химической переработки выделяют чистый молибденовый ангидрид. Чистота продукта не менее 99,975%.
Молибденовый порошок с размером зерен 0,5-2 мкм получают восстановлением ангидрида водородом.

Плюсы и минусы металла

Свойства молибдена диктуют его хорошие и плохие стороны.

Достоинства	Недостатки
Высокая удельная прочность	Сварные швы очень хрупкие
Высокий модуль упругости	Маленькая пластичность при низких температурах
Прекрасная термостойкость	Невысокая окалийность
Большая коррозионная устойчивость	Упрочнение наклепкой возможно при температуре до 800°С
Низкий коэффициент расширения при нагреве

Применение: от лампочки до ракеты

Большую часть продукции из молибдена потребляет радиоэлектроника.
Увеличивается использование металла в ракетной технике: для обшивки спускаемых ракет и капсул, в соплах ракетных двигателей, в ракетах на твердом топливе.
Молибденовую проволоку используют для производства термопар, ламп накаливания, нагревателей высокотемпературных электропечей.
Молибденовые ленты и проволока востребованы в светотехнической промышленности, из них делают электроды для плавки стекла.
Распространено применение молибдена и его сплавов в атомной энергетике, в производстве трубопроводов охлаждения, оболочек тепловыделяющих сборок.
Больше 2/3 произведенного металла используют в металлургии, как легирующую добавку к стали.
Сульфид молибдена — отличная высокотемпературная смазка для деталей, им покрывают пули, его используют при производстве керамических изделий как добавку в глину (для получения синего или красного цветов).

Обработка металла давлением проще, чем аналогичная обработка вольфрама.

Цена на LME

Стоимость тонны молибдена на Лондонской бирже металлов 24000 долларов США.

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Читайте также: