МОЛИБДЕН: СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, ВАЛЕНЦИЈЕ, ФУНКЦИЈЕ - ХЕМИЈА - 2026

Молибден (Мо) је транзиција металом припадности групи 6, рок 5 периодног система. Има електронску конфигурацију (Кр) 4д ⁵ 5с ¹ ; атомског броја 42 и просечне атомске масе 95,94 г / мол. Има 7 стабилних изотопа: ⁹² Мо, ⁹⁴ Мо, ⁹⁵ Мо, ⁹⁶ Мо, ⁹⁷ Мо, ⁹⁸ Мо и ¹⁰⁰ Мо; бити изотоп ⁹⁸ Мо онај који је у већем омјеру.

То је бели метал са сребрним изгледом и има хемијска својства слична хрому. У ствари, оба су метални елементи исте групе, хром се налази изнад молибдена; то јест, молибден је тежи и има виши ниво енергије.

Извор: Би Хи-Рес Имагес оф Цхемицал Елементс (хттп://имагес-оф-елементс.цом/молибденум.пхп), виа Викимедиа Цоммонс

Молибден се у природи не налази, али као део минерала, а најзаступљенији је молибденит (МоС ₂ ). Поред тога, повезан је са осталим сумпорним минералима из којих се такође добија бакар.

Његова употреба се повећала током Првог светског рата, јер је заменио волфрам, који је био мали због његове масовне експлоатације.

карактеристике

Молибден се одликује великом издржљивошћу, отпорношћу на корозију, високим талиштем, таложеношћу и издржавањем високих температура. Сматра се ватросталним металом, јер има тачку топљења већу од платине (1,772 ° Ц).

Такође има низ додатних својстава: енергија везивања његових атома је висок, низак притисак паре, низак коефицијент топлотне експанзије, висок ниво топлотне проводљивости и низак електрични отпор.

Сва ова својства и карактеристике омогућиле су молибдену бројне употребе и примене, од којих је најистакнутије формирање легура са челиком.

С друге стране, то је суштински елемент у траговима за живот. У бактеријама и биљкама молибден је кофактор присутан у бројним ензимима који су укључени у фиксацију и употребу азота.

Молибден је кофактор активности ензима оксотрансферазе, који преносе атоме кисеоника из воде док преносе два електрона. Ови ензими укључују примат ксантин оксидазу чија је функција оксидација ксантина у мокраћну киселину.

Може се добити из неколико намирница, укључујући следећу: карфиол, шпинат, бели лук, интегралне житарице, хељда, пшеничне клице, лећа, семенке сунцокрета и млеко.

Откриће

Молибден у природи није изолован, па је у многим својим комплексима у древна времена мешан са оловом или угљеником.

1778. године Царл Вилхелм, шведски хемичар и фармацеут, успео је да идентификује молибден као посебан елемент. Вилхелм је молибденит (МоС ₂ ) третирао азотном киселином, добијајући једињење киселе природе у коме је идентификовао молибден.

Касније, 1782. године, Петер Јацоб Хјелм је користећи Вилхелмову киселину, редукцијом угљеником, успео да изолује нечисти молибден.

Структура

Каква је кристална структура молибдена? Њени метални атоми усвајају телесни кубни кристални систем (бцц) под атмосферским притиском. При већим притисцима, атоми молибдена компактни су да формирају гушће структуре, попут кубних усмерених на лице (фцц) и шестерокутних (хцп).

Његова метална веза је снажна и поклапа се са чињеницом да је једна од чврстих материја са највишом талиштем (2623 ° Ц). Ова структурална чврстоћа настаје због чињенице да је молибден богат електронима, његова кристална структура је знатно густа, а тежа је од хрома. Ова три фактора му омогућавају да ојача легуре у којима је део.

Са друге стране, значајнија од структуре металног молибдена је од његових једињења. За молибден је карактеристична његова способност да формира динуклеарна (Мо-Мо) или полинуклеарна (Мо-Мо-Мо- ···) једињења.

Такође може да координира са другим молекулама ради формирања једињења са формулама МоКс ₄ до МоКс ₈ . Унутар ових једињења уобичајено је присуство мостова кисеоника (Мо-О-Мо) или сумпора (Мо-С-Мо).

Својства

Изглед

Чврста сребрно бела.

Тачка топљења

2,623 ° Ц (2,896 К).

Тачка кључања

4,639 ° Ц (4,912 К).

Енталпија фузије

32 кЈ / мол.

Енталпија испаравања

598 кЈ / мол.

Притисак паре

3,47 Па на 3.000 К.

Тврдоћа по Мохосовој скали

5.5

Растворљивост у води

Једињења молибдена су слабо растворљива у води. Међутим, молибдатни јони МоО ₄ ^-2 су растворљиви.

Корозија

Отпоран је на корозију и један је од метала који најбоље одолева деловању хлороводоничне киселине.

Оксидација

Не рђа на собној температури. Да би се брзо захрђала, потребне су јој температуре веће од 600 ºЦ.

Валенциас

Конфигурација молибдена електрона је 4д ⁵ 5с ¹ , тако да има шест валентних електрона. У зависности од атома за који се веже, метал може изгубити све своје електроне и имати валенцију од +6 (ВИ). На пример, ако формира везе са електронегативним атомом флуора (МоФ ₆ ).

Међутим, може изгубити 1 до 5 електрона. Дакле, његове валенције обухватају распон од +1 (И) до +5 (В). Кад изгуби само један електрон, она напушта орбиталу 5с, а њена конфигурација постаје 4д ⁵ . Пет електрона 4д орбитале требају високо кисели медијум и врсте сличне електронима да би напустили атом Мо.

Од шест његових валенција, које су најчешће? +4 (ИВ) и +6 (ВИ). Мо (ИВ) има 4д ² конфигурацију , док Мо (ВИ) ,.

За Мо ⁴⁺ није јасно зашто је стабилнији од, на пример, Мо ³⁺ (као што је случај са Цр ³⁺ ). Али за Мо ⁶⁺ могуће је изгубити ових шест електрона, јер криптограф племенитог гаса постаје изоелектронски.

Молибден хлориди

Низ молибдених хлорида са различитим валенцијама или оксидационим стањем наведен је доле, од (ИИ) до (ВИ):

-Молибденум дихлорид (МоЦл ₂ ). Жуто чврсто.

-Молибденум трихлорид (МоЦл ₃ ). Тамно црвена чврста супстанца.

-Молибденум тетрахлорид (МоЦл ₄ ). Чврста црна.

-Молибден пентахлорид (МоЦл ₅ ). Чврста тамно зелена боја.

-Молибден хексаклорид (МоЦл ₆ ). Чврста смеђа.

Функције у телу

Молибден је битан елемент у траговима за живот, јер је присутан као кофактор у многим ензимима. Оксотрансферазе користе молибден као кофактор да испуне своју функцију преноса кисеоника из воде са паром електрона.

Међу оксотрансферазе су:

• Ксантин оксидаза.
• Алдехид оксидаза, која оксидира алдехиде.
• Амини и сулфиди у јетри.
• Сулфит оксидаза, која оксидира сулфит у јетри.
• Нитрат редуктаза.
• Нитрит редуктаза присутна у биљкама.

Ензим ксантин

Ензим ксантин оксидаза катализује терминални корак у катаболизму пурина код примата: конверзију ксантина у мокраћну киселину, једињење које се затим излучује.

Ксантин оксидаза има ФАД као коензим. Поред тога, нехемско гвожђе и молибден су укључени у каталитичко деловање. Деловање ензима може се описати следећом хемијском једначином:

Ксантин + Х ₂ О + О ₂ => Мокраћна киселина + Х ₂ О ₂

Молибден делује као кофактор молибдоптерин (Мо-цо). Ксантин оксидаза се налази првенствено у јетри и танком цреву, али употреба имунолошких техника омогућила је њено место у млечним жлездама, скелетним мишићима и бубрезима.

Ензим ксантин оксидаза инхибира лек Аллопуринол, који се користи у лечењу гихта. У 2008, тржиште лека Фебукостат почело је са бољим перформансама у лечењу болести.

Ензим алдехид оксидаза

Ензим алдехид оксидаза налази се у ћелијској цитоплазми, а налази се у биљном и животињском царству. Ензим катализира оксидацију алдехида у карбоксилну киселину.

Цитохром П ₄₅₀ и интермедијари ензима моноамин оксидаза (МАО) такође катализују оксидацију .

Због своје широке специфичности, ензим алдехид оксидаза може оксидирати многе лекове, а своју функцију обавља углавном у јетри. Деловање ензима на алдехид може се навести на следећи начин:

Алдехид + Х ₂ О + О ₂ => карбоксилне киселине + Х ₂ О ₂

Ензим сулфит оксидазе

Ензим сулфит оксидаза је укључен у конверзију сулфита у сулфат. Ово је крајњи корак у разградњи једињења које садрже сумпор. Реакција коју катализира ензим одвија се према следећој шеми:

СО ₃ ^-2 + Х ₂ О + 2 (Цитоцхроме Ц) оксидован => СО ₄ ^-2 + 2 (Цитоцхроме Ц) смањити + 2 Х ⁺

Мањак ензима услед генетске мутације код човека може довести до преране смрти.

Сулфит је неуротоксично једињење, тако да ниска активност ензима сулфит оксидазе може изазвати менталне болести, менталну ретардацију, менталну деградацију и на крају смрт.

У метаболизму гвожђа и као саставни део зуба

Молибден је укључен у метаболизам гвожђа, олакшавајући његову цревну апсорпцију и стварање еритроцита. Поред тога, део је цаклине зуба, а заједно са флуором помаже у превенцији каријеса.

Недостатак

Мањак уноса молибдена повезан је са већом учесталошћу рака једњака у регионима Кине и Ирана, у поређењу са регионима Сједињених Држава са високим нивоом молибдена.

Важност у биљкама

Нитрат редуктаза је ензим који игра виталну улогу у биљкама, јер заједно са ензимом нитрит редуктаза интервенише у трансформацији нитрата у амонијум.

Два ензима захтевају кофактор (Мо-цо) за свој рад. Реакција коју катализује ензим нитрат редуктаза може се приказати на следећи начин:

Нитрат + донор електрона + Х ₂ О => нитрит + Окидизед донор електрона

Процес редукције оксидације нитрата одвија се у цитоплазми биљних ћелија. Нитрит, продукт претходне реакције, преноси се у пластид. Ензим нитрит редуктаза делује на нитрит, изазивајући амонијак.

Амонијум се користи за синтезу аминокиселина. Поред тога, биљке користе молибден у претварању неорганског фосфора у органски фосфор.

Органски фосфор постоји у бројним молекулама биолошких функција, као што су: АТП, глукоза-6-фосфат, нуклеинске киселине, фолипиди итд.

Мањак молибдена углавном погађа групу крстача, махунарки, поинсеттија и примроза.

Код карфиола, недостатак молибдена изазива ограничење ширине листа листа, смањење раста биљака и формирања цвећа.

Употребе и апликације

Катализатор

-То је катализатор десулфуризације нафте, петрохемикалија и течности добијених из угља. Катализаторски комплекс садржи МоС ₂ фиксиран на глиници и активиран кобалтом и никлом.

-Молибдат формира комплекс са бизмутом за селективну оксидацију пропена, амонијака и ваздуха. Тако формирају акрилонитрил, ацетонитрил и друге хемикалије, који су сировина за индустрију пластике и влакана.

Слично томе, молибдат гвожђа катализује селективну оксидацију метанола у формалдехид.

Пигменти

-Молибден учествује у стварању пигмената. На пример, молибден наранџасти настаје суталожењем оловног хромата, оловног молибдата и оловног сулфата.

Ово је лагани пигмент који је стабилан на различитим температурама, а појављује се у јарко црвеној, наранџастој или црвено-жутој боји. Користи се у припреми боја и пластике, као и у гумама и керамичким производима.

Молибдат

-Молибдат је инхибитор корозије. Натријум молибдат је коришћен као замена за хромат за инхибицију корозије каљених челика у широком опсегу пХ.

-Користи се у хладњацима воде, клима уређајима и системима грејања. Молибдати се такође користе да инхибирају корозију у хидрауличким системима и аутомобилском инжењерству. Такође, пигменти који инхибирају корозију користе се у бојама.

-Молибдат се, због својстава високе тачке топљења, ниског коефицијента топлотног ширења и високе топлотне проводљивости, користи за производњу трака и навоја које користи светлосна индустрија.

-Користи се у матичним плочама за полуводиче; у енергетској електроници; електроде за таљење стакла; коморе за високе температуре пећи и катоде за облагање соларних ћелија и равних екрана.

-И такође, молибдат се користи у производњи лончића за све уобичајене процесе у области прераде сафира.

Легуре са челиком

-Молибден се користи у легурама са челиком које подносе високе температуре и притиске. Ове легуре се користе у грађевинарству и у производњи делова за авионе и аутомобиле.

-Молибдат, чак и у концентрацијама нижим од 2%, даје легуру челику велику отпорност на корозију.

Друге намене

-Молибдат се користи у ваздухопловној индустрији; у производњи ЛЦД екрана; у третману воде па чак и у примени ласерског снопа.

-Молибдат дисулфид је сам по себи добро мазиво и пружа екстремна својства толеранције на притисак у интеракцији мазива са металима.

Мазива формирају кристални слој на површини метала. Захваљујући томе, трење метала и метала своди се на минимум, чак и при високим температурама.

Референце

1. Википедиа. (2018). Молибден. Опоравак од: ен.википедиа.орг
2. Р. Схип. (2016). Молибден. Опоравак од: хиперпхисицс.пхи-астр.гсу.еду
3. Међународно удружење против молибдена (ИМОА). (2018). Молибден. Преузето са: имоа.инфо
4. Ф Јона и премијер Марцус. (2005). Кристална структура и стабилност молибдена при изузетно високим притисцима. Ј. Пхис .: Цонденс. Материја 17 1049.
5. Плансее. (сф) Молибден. Опоравак од: плансее.цом
6. Леннтецх. (2018). Молибден - Мо. опорављен од: леннтецх.цом
7. Цуриосоандо.цом (18. октобар 2016). Који су симптоми недостатка молибдена? Опоравак од: цуриосоандо.цом
8. Ед Блоодницк. (21. марта 2018.). Улога молибдена у гајењу биљака. Опоравак од: птхортицултуре.цом