Молибден — это химический элемент с символом Mo и атомным номером 42. Название происходит от неолатинского molybdaenum , которое основано на древнегреческом Μόλυβδος molybdos , что означает свинец , поскольку его руды были перепутаны со свинцовыми рудами. [6] Минералы молибдена были известны на протяжении всей истории, но этот элемент был открыт (в смысле дифференциации его как нового объекта от минеральных солей других металлов) в 1778 году Карлом Вильгельмом Шееле . Металл был впервые выделен в 1781 году Питером Якобом Хьельмом . [7]
Молибден не встречается в природе в виде свободного металла на Земле; он встречается только в различных степенях окисления в минералах. Свободный элемент, серебристый металл с серым оттенком, имеет шестую по величине температуру плавления среди всех элементов. Он легко образует твердые стабильные карбиды в сплавах , и по этой причине большая часть мирового производства элемента (около 80%) используется в стальных сплавах, включая высокопрочные сплавы и суперсплавы .
Большинство соединений молибдена плохо растворяются в воде, но когда молибденсодержащие минералы контактируют с кислородом и водой, образующийся молибдат - ион MoO2−
4вполне растворим. В промышленности соединения молибдена (около 14% мирового производства элемента) используются при высоких давлениях и температурах в качестве пигментов и катализаторов .
Молибденсодержащие ферменты на сегодняшний день являются наиболее распространенными бактериальными катализаторами разрыва химической связи в атмосферном молекулярном азоте в процессе биологической азотфиксации . В настоящее время у бактерий, растений и животных известно не менее 50 молибденовых ферментов, хотя в азотфиксации участвуют только бактериальные и цианобактериальные ферменты. Эти нитрогеназы содержат железо-молибденовый кофактор FeMoco , который, как полагают, содержит Mo(III) или Mo(IV). [8] [9] Это отличается от полностью окисленного Mo(VI), обнаруженного в комплексе с молибдоптерином.во всех других ферментах, содержащих молибден, которые выполняют множество важных функций. [10] Разнообразие важнейших реакций, катализируемых этими последними ферментами, означает, что молибден является важным элементом для всех высших эукариотических организмов, включая человека.
В чистом виде молибден представляет собой серебристо-серый металл с твердостью по шкале Мооса 5,5 и стандартным атомным весом 95,95 г/моль. [11] [12] Температура плавления 2623 °C (4753 °F); из встречающихся в природе элементов только тантал , осмий , рений , вольфрам и углерод имеют более высокие температуры плавления. [6] Он имеет один из самых низких коэффициентов теплового расширения среди коммерчески используемых металлов. [13]
Молибден является переходным металлом с электроотрицательностью 2,16 по шкале Полинга. Он не вступает в видимую реакцию с кислородом или водой при комнатной температуре. Слабое окисление молибдена начинается при 300 ° C (572 ° F); объемное окисление происходит при температурах выше 600 ° C с образованием триоксида молибдена . Как и многие более тяжелые переходные металлы, молибден проявляет небольшую склонность к образованию катиона в водном растворе, хотя катион Mo 3+ известен при тщательно контролируемых условиях. [14]