Struktura, svojstva, valencije, funkcije molibdena

molibden (Mo) je prijelazni metal, koji pripada skupini 6, period 5 Periodnog sustava. Ima elektroničku konfiguraciju (Kr) 4d⁵5S¹; atomski broj 42 i prosječna atomska masa 95,94 g / mol. Prikazano je 7 stabilnih izotopa: ⁹²Mo, ⁹⁴Mo, ⁹⁵Mo, ⁹⁶Mo, ⁹⁷Mo, ⁹⁸Mo i ¹⁰⁰Mo; kao izotop ⁹⁸Mo koji je u najvećem omjeru.

To je bijeli metal srebrnog izgleda koji ima kemijska svojstva slična kromu. U stvari, oboje su metalni elementi iste skupine, a krom se nalazi iznad molibdena; to jest, molibden je teži i ima višu razinu energije.

Molibden nije u prirodi slobodan, ali je dio minerala, a najzastupljeniji je molibdenit (MoS)₂). Osim toga, ona je povezana s drugim sumpornim mineralima, od kojih se također dobiva bakar. 

Njegova uporaba povećana je tijekom Prvog svjetskog rata, budući da je zamijenila volfram, koji je zbog masovne eksploatacije bio oskudan.

indeks

• 1 Značajke
• 2 Otkriće
• 3 Struktura
• 4 Svojstva
• 5 Valencias
  • 5.1. Molibdenovi kloridi
• 6 Funkcije u tijelu
  • 6.1 ksantinski enzim
  • 6.2. Enzim aldehid oksidaza
  • 6.3 Enzim sulfit oksidaze
  • 6.4 U metabolizmu željeza i kao sastavni dio zuba
  • 6.5 Nedostatak
• 7 Važnost u biljkama
• 8 Upotreba i primjene
  • 8.1 Katalizator
  • 8.2 Pigmenti
  • 8.3 Molibdat
  • 8.4 Legure s čelikom
  • 8.5 Druge namjene
• 9 Reference

značajke

Molibden se odlikuje visokom izdržljivošću, otpornošću na koroziju, visokim temperaturama taljenja, koji je uporan i izdržava visoke temperature. Smatra se vatrostalnim metalom jer ima točku taljenja koja je bolja od platine (1,772º C).

Ona također ima skup dodatnih svojstava: energija vezanja njezinih atoma je visoka, nizak tlak para, nizak koeficijent toplinskog širenja, visoka razina toplinske provodljivosti i nizak električni otpor.

Sva ta svojstva i svojstva omogućila su molibdenu brojne primjene i primjene, budući da su najzloglasnije stvaranje legura sa čelikom..

S druge strane, to je bitan element u tragovima za život. U bakterijama i biljkama molibden je kofaktor prisutan u brojnim enzimima uključenim u fiksaciju i uporabu dušika.

Molibden je kofaktor za aktivnost enzima oksotransferaze, koji prenose atome kisika iz vode, dok prenose dva elektrona. Među tim enzimima je ksantin oksidaza primata, čija je funkcija oksidiranje ksantina u mokraćnu kiselinu.

Može se dobiti iz različitih namirnica, uključujući sljedeće: cvjetača, špinat, češnjak, cjelovite žitarice, heljda, pšenične klice, leća, sjemenke suncokreta i mlijeko.

otkriće

Molibden nije izoliran u prirodi, pa je u mnogim svojim kompleksima u drevnim vremenima zbunjen s olovom ili ugljikom.

Godine 1778. Karl Wilhelm, švedski kemičar i ljekarnik, uspio je identificirati molibden kao poseban element. Molibdenit obrađen Wilhelmom (MoS)₂) s dušičnom kiselinom, dobivanje spoja kisele prirode u kojem je identificiran molibden.

Kasnije, 1782. godine, Peter Jacob Hjelm, pomoću Wilhelmova kiselog spoja, redukcijom ugljika, uspio je izolirati nečisti molibden.

struktura

Što je kristalna struktura molibdena? Njegovi metalni atomi usvajaju kubični kristalni sustav centriran u tijelu (bcc, za akronim na engleskom) pod atmosferskim tlakom. Pri višim tlakovima, atomi molibdena su zbijeni da bi se stvorile više guste strukture, kao što je kubni centriran na licima (fcc) i heksagonalna (hcp).

Njegova metalna veza je jaka i podudara se s činjenicom da je to jedna od krutina s najvišom točkom taljenja (2623 ° C). Ova strukturna čvrstoća rezultat je činjenice da je molibden bogat elektronima, njegova kristalna struktura je znatno gusta i teža je od kroma. Ova tri faktora omogućuju vam da ojačate legure u kojima ste dio.

S druge strane, važnija od strukture metalnog molibdena je ona njezinih spojeva. Molibden je karakteriziran svojom sposobnošću stvaranja jedinjenja (Mo-Mo) ili polinuklearnih (Mo-Mo-Mo- ···) spojeva.

Isto tako, on se može koordinirati s drugim molekulama da bi stvorio spojeve s formulama MoX₄ gore MoX₈. Unutar tih spojeva uobičajena je prisutnost kisikovih mostova (Mo-O-Mo) ili sumpora (Mo-S-Mo).

nekretnine

izgled

Čvrsto bijelo srebro.

Točka taljenja

2,623 ºC (2,896 K).

Točka vrenja

4,639 ºC (4,912 K).

Entalpija fuzije

32 kJ / mol.

Entalpija isparavanja

598 kJ / mol.

Tlak pare

3.47 Pa do 3.000 K.

Tvrdoća po Mohsovoj skali

5.5

Topljivost u vodi

Molibden spojevi su malo topljivi u vodi. Međutim, MoO molibdatni ion₄^-2 To je topivo.

korozija

Otporan je na koroziju i to su metali koji se najbolje odupiru djelovanju klorovodične kiseline.

oksidacija

Ne oksidira na sobnoj temperaturi. Za brzo oksidiranje potrebne su temperature veće od 600ºC.

valencija

Elektronska konfiguracija molibdena je [Kr] 4d⁵5S¹, tako da ima šest valentnih elektrona. Ovisno o tome koji je atom povezan, metal može izgubiti sve svoje elektrone i imati valenciju od 6 (VI). Na primjer, ako formirate veze s elektronegativnim atomom fluora (MoF)₆).

Međutim, može izgubiti 1 do 5 elektrona. Dakle, njegove valencije se kreću u intervalu od +1 (I) do +5 (V). Kada izgubi samo jedan elektron, napušta orbitalu 5s, a njezina konfiguracija ostaje kao [Kr] 4d⁵. Pet elektrona 4d orbitale zahtijevaju vrlo kisele medije i vrlo slične elektronskim vrstama da napuste Mo atom..

Od njegovih šest valencija, koje su najčešće? +4 (IV) i +6 (VI). Mo (IV) ima konfiguraciju [Kr] 4d², dok Mo (VI), [Kr].

Za Mo⁴⁺ nije jasno zašto je on stabilniji od, na primjer, Mo³⁺ (kao s Cr³⁺). Ali za Mo⁶⁺ moguće je izgubiti tih šest elektrona jer postaje izoelektrični za kripton plemenitog plina.

Molibden kloridi

U nastavku slijedi niz klorida molibdena s različitim valencijama ili oksidacijskim stanjima, od (II) do (VI):

-Molibden diklorid (MoCl₂). Svijetlo žuto.

-Molibden triklorid (MoCl₃). Čvrsto tamno crvena.

-Molibden tetraklorid (MoCl₄). Puna crna boja.

-Molibden pentaklorid (MoCl₅). Čvrsto tamno zelena.

-Molibden heksaklorid (MoCl₆). Čvrsto smeđa.

Funkcije u tijelu

Molibden je bitan element u tragovima za život, jer je prisutan kao kofaktor u brojnim enzimima. Oksotransferaze koriste molibden kao kofaktor kako bi ispunile svoju funkciju prijenosa kisika iz vode s parom elektrona.

Među oksotransferazama su:

• Xanthine oxidase.
• Aldehid oksidaza, koja oksidira aldehide.
• Amini i sulfidi u jetri.
• Sulfit oksidaza, koja oksidira sulfit u jetri.
• Nitrat reduktaza.
• Nitrit-reduktaza prisutna u biljkama.

Enzim Xanthine

Enzim ksantin oksidaza katalizira terminalni korak u katabolizmu purina u primatima: pretvorba ksantina u mokraćnu kiselinu, spoj koji se zatim izlučuje.

Ksantin oksidaza ima koenzim za FAD. Osim toga, željezo i molibden ne-heme interveniraju u katalitičkom djelovanju. Djelovanje enzima može se opisati sljedećom kemijskom jednadžbom:

Xanthine + H₂O + O₂  = Urična kiselina + H₂O₂

Molibden intervenira kao kofaktor molibdopterin (Mo-co). Ksantin oksidaza se nalazi uglavnom u jetri i tankom crijevu, ali je uporaba imunoloških tehnika omogućila njegovo lociranje u mliječnim žlijezdama, skeletnim mišićima i bubrezima..

Enzim ksantin oksidaza inhibira se lijekom Alopurinol, koji se koristi u liječenju gihta. U 2008. godini komercijalizacija lijeka Febuxostat počela je s boljim učinkom u liječenju bolesti.

Enzim aldehid oksidaza

Enzim aldehid oksidaza nalazi se u staničnoj citoplazmi, koja se nalazi iu biljnom kraljevstvu iu životinjskom carstvu. Enzim katalizira oksidaciju aldehida u karboksilnoj kiselini.

Također katalizira oksidaciju citokroma P₄₅₀ i međuproizvodi enzima monoamin oksidaze (MAO).

Zbog svoje široke specifičnosti, enzim aldehid oksidaza može oksidirati mnoge lijekove, obavljajući svoju funkciju uglavnom u jetri. Djelovanje enzima na aldehid može se shematizirati na sljedeći način:

Aldehid + H₂O + O₂ => Karboksilna kiselina + H₂O₂

Enzim sulfit oksidaze

Enzim sulfit oksidaze sudjeluje u pretvorbi sulfita u sulfat. To je završni korak razgradnje spojeva koji sadrže sumpor. Reakcija koju katalizira enzim odvija se prema sljedećoj shemi:

SW₃^-2 + H₂O + 2 (citokrom C) oksidiran => SO₄^-2 + 2 (citokrom C) smanjen + 2H⁺

Nedostatak enzima genetskom mutacijom u čovjeku može dovesti do prerane smrti.

Sulfit je neurotoksičan spoj, tako da niska aktivnost enzima sulfitne oksidaze može uzrokovati duševne bolesti, mentalnu retardaciju, mentalnu degradaciju i naposljetku smrt.

U metabolizmu željeza i kao sastavni dio zuba

Molibden intervenira u metabolizmu željeza, olakšavajući njegovu intestinalnu apsorpciju i stvaranje eritrocita. Osim toga, dio je cakline zuba, te zajedno s fluorom pomaže u prevenciji karijesa.

nedostatak

Nedostatak unosa molibdena povezan je s povećanom učestalošću raka jednjaka u regijama Kine i Irana u usporedbi s regijama Sjedinjenih Država s visokom razinom molibdena..

Važnost u biljkama

Nitrat-reduktaza je enzim koji igra vitalnu ulogu u biljkama, jer zajedno s enzimom nitrit-reduktazom intervenira u transformaciji nitrata u amonij.

Ta dva enzima zahtijevaju funkcioniranje kofaktora (Mo-co). Reakcija katalizirana enzimom nitrat reduktazom može se shematizirati kako slijedi:

Nitrat + davatelj elektrona + H₂O => Nitrit + oksidirani donor elektrona

Proces oksidacije i redukcije nitrata odvija se u citoplazmi biljnih stanica. Nitrit, produkt prethodne reakcije, se prenese u plastid. Enzim nitrit reduktaza djeluje na amonij amonijaka s podrijetlom.

Amonij se koristi za sintezu aminokiselina. Osim toga, biljke koriste molibden u pretvorbi anorganskog fosfora u organski fosfor.

Organski fosfor postoji u brojnim molekulama biološke funkcije, kao što su: ATP, glukoza-6-fosfat, nukleinske kiseline, forfolipidi, itd..

Nedostatak molibdena utječe uglavnom na skupinu krstašica, povrće, božićne zvijezde i primrozu..

Kod cvjetače, nedostatak molibdena uzrokuje ograničenje širine lista, smanjenje rasta biljaka i formiranje cvijeća.

Primjene i primjene

katalizator

-To je katalizator za odsumporavanje nafte, petrokemikalija i tekućina dobivenih iz ugljena. Kompleks katalizatora obuhvaća MoS₂ fiksiran na aluminijev oksid i aktiviran kobaltom i niklom.

-Molibdat tvori kompleks s bizmutom za selektivnu oksidaciju propena, amonijaka i zraka. Tako nastaju akrilonitril, acetonitril i druge kemikalije, koje su sirovine za industriju plastike i vlakana..

Slično, željezo molibdata katalizira selektivnu oksidaciju metanola u formaldehid.

pigmenti

-Molibden intervenira u formiranju pigmenata. Na primjer, molibden naranča nastaje ko-taloženjem kromata olova, olovnog molibdata i olovnog sulfata.

To je lagani i stabilni pigment na različitim temperaturama, koji se pojavljuje svijetlo crven, narančast ili crveno-žut. Koristi se u pripremi boja i plastike, kao iu gumenim i keramičkim proizvodima.

molibdat

-Molibdat je inhibitor korozije. Natrijev molibdat je upotrijebljen u zamjeni kromata kako bi se spriječila korozija stvrdnutih čelika u širokom rasponu pH.

-Koristi se u rashladnicima vode, klima uređajima i sustavima grijanja. Molibdati se također koriste za sprečavanje korozije u hidrauličkim sustavima i automobilskoj tehnologiji. Također se u bojama koriste pigmenti koji inhibiraju koroziju.

-Molibdat, zbog svojih svojstava visoke točke tališta, niskog koeficijenta toplinskog širenja i visoke toplinske vodljivosti, namijenjen je proizvodnji traka i navoja koje koristi industrija rasvjete.

-Koristi se u matičnim pločama poluvodiča; u energetskoj elektroniki; elektrode za spajanje naočala; kamere za visokotemperaturne peći i katode za premazivanje solarnih ćelija i ravnih zaslona.

-Osim toga, molibdat se koristi u proizvodnji lončića za sve uobičajene procese u području prerade safira.

Legure sa čelikom

-Molibden se koristi u legurama s čelikom koji podnose visoke temperature i tlakove. Te se legure koriste u građevinskoj industriji i proizvodnji dijelova za zrakoplove i automobile.

-Molibdat, čak i pri niskim koncentracijama od 2%, daje svojoj leguri visoku otpornost na koroziju.

Druge namjene

-Molibdat se koristi u zrakoplovnoj industriji; u proizvodnji LCD zaslona; u obradi vode, pa čak iu primjeni laserske zrake.

-Molibdatni disulfid je sam po sebi dobro mazivo i daje svojstva tolerancije na ekstremne pritiske u interakciji maziva s metalima.

Maziva tvore kristalni sloj na površini metala. Zahvaljujući tome, trenje metala i metala smanjuje se na minimum, čak i pri visokim temperaturama.

reference

1. Wikipedia. (2018.). Molibden. Preuzeto s: en.wikipedia.org
2. R. Brod. (2016). Molibden. Preuzeto s: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
3. Međunarodna udruga molibdena (IMOA). (2018.). Molibden. Preuzeto iz: imoa.info
4. F Jona i P M Marcus. (2005). Kristalna struktura i stabilnost molibdena pri visokim tlakovima. J. Phys. Materija 17 1049.
5. Plansee. (N. D.). Molibden. Preuzeto s: plansee.com
6. Lenntech. (2018.). Molibden - Mo. Preuzeto s: lenntech.com
7. Curiosoando.com (18. listopada 2016.). Koji su simptomi nedostatka molibdena? Oporavio se od: curiosoando.com
8. Ed Bloodnick. (21. ožujka 2018.) Uloga molibdena u uzgoju biljaka. Preuzeto s: pthorticulture.com