Molybdenstruktur, egenskaper, valenser, funktioner



den molybden (Mo) är en övergångsmetall som tillhör grupp 6, period 5 i det periodiska systemet. Den har elektronisk konfiguration (Kr) 4d55S1; atomnummer 42 och genomsnittlig atommassa av 95,94 g / mol. Presenterar 7 stabila isotoper: 92Mo, 94Mo, 95Mo, 96Mo, 97Mo, 98Mo och 100mo; att vara isotopen 98Mo som är i största proportion.

Det är en vit metall med ett silverutseende och har kemiska egenskaper som liknar krom. Faktum är att båda är metalliska element i samma grupp, där krom ligger ovanför molybden; det vill säga molybden är tyngre och har en högre energinivå.

Molybden är inte gratis i naturen, utan som en del av mineraler, som är den vanligast förekommande molybdenglans (MoS2). Dessutom är det associerat med andra svavelmineraler, varav koppar också erhålles. 

Användningen ökade under första världskriget, eftersom den ersatte volframen, vilket var knappt på grund av dess massiva utnyttjande.

index

  • 1 Egenskaper
  • 2 Discovery
  • 3 struktur
  • 4 egenskaper
  • 5 Valencias
    • 5,1 Molybdenklorider
  • 6 Funktioner i kroppen
    • 6,1 xantin enzym
    • 6.2 Enzymaldehydoxidas
    • 6.3 Sulfitoxidasenzym
    • 6.4 I metabolismen av järn och som en del av tänderna
    • 6.5 Brist
  • 7 Betydelse i växter
  • 8 Användningar och applikationer
    • 8,1 katalysator
    • 8.2 pigmenter
    • 8.3 Molybdat
    • 8.4 Legeringar med stål
    • 8.5 Andra användningsområden
  • 9 referenser

särdrag

Molybden kännetecknas av dess höga hållbarhet, korrosionsbeständighet, hög smältpunkt, smältbarhet och motstå höga temperaturer. Det betraktas som en eldfast metall eftersom den har en smältpunkt överlägsen platina (1,772 ° C).

Den har också en uppsättning av ytterligare egenskaper: bindningsenergin av atomer är hög, lågt ångtryck, låg värmeutvidgningskoefficient, hög värmeledningsförmåga och låg elektrisk resistans.

Alla dessa egenskaper och kännetecken har gjort det möjligt för molybden har många användningsområden och applikationer, de mest ökända bildar stållegeringar.

Å andra sidan är det ett viktigt spårämne för livet. I bakterier och växter är molybden en kofaktor närvarande i många enzymer som är involverade i fixering och användning av kväve.

Molybden är en kofaktor för aktiviteten hos enzymer oxotransferasas som överför syreatomer av vatten, samtidigt överföra två elektroner. Bland dessa enzymer är xantinoxidas av primater, vars funktion är att oxidera xantin till urinsyra.

Det kan erhållas från olika livsmedel, inklusive följande: blomkål, spenat, vitlök, helkorn, bovete, vetex, lins, solrosfrö och mjölk.

upptäckt

Molybden är inte isolerad i naturen, så i många av dess komplex var förvirrad i antiken med bly eller kol.

År 1778 lyckades Carl Wilhelm, svensk kemist och apotekare identifiera molybden som ett distinkt element. Wilhelm behandlad molybdenit (MoS)2) med salpetersyra, erhållande av en förening med en sur natur i vilken den identifierade molybden.

Senare, 1782, lyckades Peter Jacob Hjelm, med hjälp av Wilhelms sura förening, genom koldioxidminskning, isolera ett orent molybden.

struktur

Vad är den kristallina strukturen av molybden? Dess metalliska atomer antar det kubiska kristallina systemet centrerat i kroppen (bcc, för dess akronym på engelska) vid atmosfärstryck. Vid högre tryck komprimeras molybdenatomerna för att härleda mer täta strukturer, såsom kubikcentrering på ansikten (fcc) och hexagonal (hcp).

Dess metallbindning är stark och sammanfaller med att det är en av de fasta ämnena med högsta smältpunkten (2623ºC). Denna strukturella styrka beror på det faktum att molybden är rik på elektroner, dess kristallstruktur är väldigt tät och det är tyngre än krom. Dessa tre faktorer gör att du kan stärka legeringarna där du är del.

Å andra sidan är viktigare än strukturen av metallisk molybden den för dess föreningar. Molybden kännetecknas av dess förmåga att bilda dukleära (Mo-Mo) eller polynukleära (Mo-Mo-Mo-···) föreningar.

På samma sätt kan den samordna med andra molekyler för att bilda föreningar med MoX-formler4 upp MoX8. Inom dessa föreningar är vanligt närvaron av syrebroar (Mo-O-Mo) eller svavel (Mo-S-Mo).

egenskaper

utseende

Massivt vitt silver.

Smältpunkt

2.623 ºC (2.896 K).

Kokpunkt

4,639 ºC (4,912 K).

Entalp av fusion

32 kJ / mol.

Entalp av förångning

598 kJ / mol.

Ångtryck

3,47 Pa till 3 000 K.

Hårdhet på Mohs-skalan

5,5

Löslighet i vatten

Molybdenföreningar är få lösliga i vatten. Emellertid, MoO-molybdatjonen4-2 Det är lösligt.

korrosion

Den är motståndskraftig mot korrosion och är metaller som bäst motstår verkan av saltsyra.

oxidation

Det oxiderar inte vid rumstemperatur. För att oxidera snabbt krävs temperaturer över 600ºC.

valenser

Den elektroniska konfigurationen av molybden är [Kr] 4d55S1, så det har sex valenselektroner. Beroende på vilken atom som är kopplad kan metallen förlora alla sina elektroner och ha en valens av +6 (VI). Om du till exempel bildar bindningar med den elektronegativa fluoratomen (MoF)6).

Det kan emellertid förlora 1 till 5 elektroner. Sålunda sträcker sina valenser intervallet från +1 (I) till +5 (V). När den bara förlorar en elektron, lämnar den 5s-banan och dess konfiguration förblir som [Kr] 4d5. De fem elektronerna i 4d-banan kräver mycket sura medier och mycket elektronliknande arter för att lämna Mo-atomen..

Av dess sex valenser, vilka är de vanligaste? +4 (IV) och +6 (VI). Mo (IV) har konfiguration [Kr] 4d2, medan Mo (VI), [Kr].

För Mo4+ Det är inte klart varför det är stabilare än, till exempel, Mo3+ (som med Cr3+). Men för Mo6+ det är möjligt att förlora dessa sex elektroner eftersom det blir isoelektroniskt mot kryptonet för ädelgas.

Molybdenklorider

Nedan är en serie molybdenklorider med olika valens eller oxidationstillstånd, från (II) till (VI):

-Molybdendiklorid (MoCl2). Fast gul.

-Molybdentriklorid (MoCl3). Solid mörkröd.

-Molybdentetraklorid (MoCl4). Solid svart.

-Molybdenpentaklorid (MoCl5). Solid mörkgrön.

-Molybdenhexaklorid (MoCl6). Solid brun.

Funktioner i kroppen

Molybden är ett viktigt spårämne för livet, eftersom det är närvarande som en kofaktor i många enzymer. Oxotransferaser använder molybden som en kofaktor för att uppfylla sin funktion att överföra syre från vatten med ett par elektroner.

Bland oxotransferaserna är:

  • Xantinoxidas.
  • Aldehydoxidaset, som oxiderar aldehyderna.
  • Aminer och sulfider i levern.
  • Sulfitoxidas, som oxiderar sulfit i levern.
  • Nitratreduktas.
  • Det nitritreduktas som finns i växter.

Xantin-enzym

Enzymetxantinoxidas katalyserar slutsteget i katabolismen av puriner i primater: omvandlingen av xantin till urinsyra, en förening som därefter utsöndras.

Xantinoxidas har ett koenzym till FAD. Dessutom ingriper icke-hemejärn och molybden i katalytisk verkan. Verkan av enzymet kan beskrivas med följande kemiska ekvation:

Xanthine + H2O + O2  => Urinsyra + H2O2

Molybden intervenerar som kofaktormolibdopterin (Mo-co). Xantinoxidas finns främst i lever och tunntarmen, men användningen av immunologiska tekniker har tillåtit sin plats i bröstkörtlarna, skelettmuskeln och njuren.

Enzymetxantinoxidas inhiberas av läkemedlet Alopurinol, som används vid behandling av gikt. Under 2008 började kommersialiseringen av läkemedlet Febuxostat med bättre prestanda vid behandling av sjukdomen.

Enzymaldehydoxidas

Enzymetaldehydoxidaset är beläget i den cellulära cytoplasman, som finns både i växtriket och i djurriket. Enzymet katalyserar oxidationen av aldehyden i karboxylsyra.

Det katalyserar också oxidationen av cytokrom P450 och mellanprodukten av enzymet monoaminoxidas (MAO).

På grund av sin breda specificitet kan enzymet aldehydoxidaset oxidera många läkemedel, som utför sin funktion huvudsakligen i levern. Virkningen av enzymet på aldehyden kan schematiseras på följande sätt:

Aldehyd + H2O + O2 => Karboxylsyra + H2O2

Sulfitoxidasenzym

Sulfitoxidasenzymet är involverat i omvandlingen av sulfit till sulfat. Detta är slutsteget för nedbrytningen av svavelhaltiga föreningar. Reaktionen katalyserad av enzymet sker enligt följande schema:

SW3-2 + H2O + 2 (cytokrom C) oxiderad => SO4-2 + 2 (cytokrom C) reducerad + 2 H+

En brist på enzymet genom en genetisk mutation hos människan kan leda till för tidig död.

Sulfiten är neurotoxiskt förening, så att en låg aktivitet av enzymet sulfit oxidas kan resultera i psykisk sjukdom, mental retardation, mental försämring och slutligen döden.

I metabolismen av järn och som en del av tänderna

Molybden intervenerar i metabolismen av järn, underlättar intestinalabsorptionen och bildandet av erytrocyter. Dessutom är det en del av tänderna emalj, och tillsammans med fluor hjälper till att förebygga karies.

brist

En brist i molybdenintag har kopplats till ökad förekomst av esofagealkreft i regioner i Kina och Iran, jämfört med regioner i USA med höga molybdenmängder.

Betydelse i växter

Nitratreduktas är ett enzym som spelar en viktig roll i växter, eftersom de tillsammans med nitrit reduktas enzym som är involverat i omvandlingen av ammoniumnitrat.

De två enzymerna kräver att dess kofaktor (Mo-co) fungerar. Reaktionen katalyserad av enzymetitratreduktas kan schematiseras enligt följande:

Nitrat + Electron Giver + H2O => Nitrit + Oxiderad elektrondonor

Oxidationsreduceringsprocessen av nitrat sker i cytoplasman hos växtceller. Nitritet, produkten från den tidigare reaktionen överförs till plastiden. Enzymnitritreduktet verkar på nitrit, ursprungsammonium.

Ammonium används för att syntetisera aminosyror. Dessutom använder växter molybden vid omvandling av oorganisk fosfor till organisk fosfor.

Organisk fosfor finns i många molekyler med biologisk funktion, såsom: ATP, glukos-6-fosfat, nukleinsyror, forfolipider etc..

En brist på molybden påverkar huvudsakligen den korsfödda gruppen, grönsakerna, poinsettierna och primroserna.

I blomkål producerar en brist på molybden en begränsning av bladdelens bredd, en minskning av växtens tillväxt och bildandet av blommor.

Användningar och applikationer

katalysator

-Det är en katalysator för avsvavling av petroleum, petrokemikalier och kolavledda vätskor. Katalysatorkomplexet innefattar MoS2 fixerad på aluminiumoxid och aktiverad av kobolt och nickel.

-Molybdat bildar ett komplex med vismut för selektiv oxidation av propen, ammonium och luft. De bildar sålunda akrylonitril, acetonitril och andra kemikalier, vilka är råvaror för plast- och fiberindustrin.

På samma sätt katalyserar molybdat järn den selektiva oxidationen av metanol till formaldehyd.

pigment

-Molybden intervenerar vid bildandet av pigment. Molybdenorange bildas till exempel genom samutfällning av blykromat, blymolybdat och blysulfat.

Detta är ett lätt och stabilt pigment vid olika temperaturer, som uppträder ljusrött, orange eller rödgult. Det används vid framställning av färger och plast, såväl som i gummi och keramik.

molybdat

-Molybdat är en korrosionshämmare. Natriummolybdat har använts vid substitution av kromat för att hämma korrosionen av härdade stål vid ett stort pH-värde.

-Den används i vattenkylare, luftkonditioneringsapparater och värmesystem. Molybdater används också för att hämma korrosion i hydrauliska system och fordonsindustrin. Även pigment som hämmar korrosion används i färger.

-Molybdat, på grund av dess egenskaper med hög smältpunkt, låg termisk expansionskoefficient och hög värmeledningsförmåga, är avsedd för att producera band och trådar som används av belysningsindustrin.

-Den används i halvledar moderkort; i kraftelektronik; elektroder för fusion av glasögon; kameror för högtemperaturugnar och katoder för beläggning av solceller och platta skärmar.

-Dessutom används molybdat vid framställning av smältämnen för alla vanliga processer inom bearbetning av safirer.

Legeringar med stål

-Molybden används i legeringar med stål som tål höga temperaturer och tryck. Dessa legeringar används i byggbranschen och vid tillverkning av delar till flygplan och bilar.

-Molybdat, även i koncentrationer så låga som 2%, ger sin legering med stål ett högt korrosionsbeständighet.

Andra användningsområden

-Molybdat används inom rymdindustrin; vid tillverkning av LCD-skärmar; vid behandling av vatten och till och med vid appliceringen av laserstrålen.

-Molybdat disulfid är i sig ett bra smörjmedel och ger toleransegenskaper för extrema tryck i växelverkan av smörjmedel med metaller.

Smörjmedel bildar ett kristallint skikt på metallens yta. Tack vare detta reduceras metallfri metallfriktion till ett minimum, även vid höga temperaturer.

referenser

  1. Wikipedia. (2018). Molybden. Hämtad från: en.wikipedia.org
  2. R. Ship. (2016). Molybden. Hämtad från: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  3. International Molybden Association (IMOA). (2018). Molybden. Hämtad från: imoa.info
  4. F Jona och P Marcus. (2005). Kristallstrukturen och stabiliteten hos molybden vid ultrahöga tryck. J. Phys.: Condens. Materia 17 1049.
  5. Plansee. (N.D.). Molybden. Hämtad från: plansee.com
  6. Lenntech. (2018). Molybden - Mo. Hämtad från: lenntech.com
  7. Curiosoando.com (18 oktober 2016). Vilka är symtomen på molybdenbrist? Återställd från: curiosoando.com
  8. Ed Bloodnick. (21 mars 2018). Molybdenns roll vid odling av växter. Hämtad från: pthorticulture.com