מבנה מוליבדן, תכונות, valances, פונקציות

ה מוליבדן (מו) הוא מתכת מעבר, השייכת לקבוצה 6, נקודה 5 של הטבלה המחזורית. יש לו תצורה אלקטרונית (Kr) 4d⁵5s¹; מספר אטומי 42 ומסה אטומית ממוצעת של 95.94 g / mol. מציג 7 איזוטופים יציבים: ⁹²מו, ⁹⁴מו, ⁹⁵מו, ⁹⁶מו, ⁹⁷מו, ⁹⁸מו ¹⁰⁰מו; להיות איזוטופ ⁹⁸מו אשר בפרופורציה הגדולה ביותר.

זהו מתכת לבנה בעלת מראה כסף ויש לה תכונות כימיות הדומות לכרום. למעשה, שניהם אלמנטים מתכתיים של אותה קבוצה, כרום נמצא מעל מוליבדן; כלומר, מוליבדן הוא כבד יותר ויש לו רמת אנרגיה גבוהה יותר.

מוליבדן אינו חופשי בטבע, אבל הוא חלק מינרלים, הכי שופע molybdenite (MoS)₂). בנוסף, הוא מזוהה עם מינרלים גופרית אחרים, שממנו נחושת מתקבל גם. 

השימוש בו גדל במהלך מלחמת העולם הראשונה, שכן הוא החליף את טונגסטן, אשר היה נדיר בשל ניצול מסיבי שלה.

אינדקס

• 1 מאפיינים
• 2 גילוי
• 3 מבנה
• 4 מאפיינים
• 5 ולנסיה
  • 5.1 מוליבדן כלורידים
• 6 פונקציות בגוף
  • אנזים xanthene 6.1
  • 6.2 אנזים אלדהיד אוקסידאז
  • 6.3 אנזים oxidase Sulfite
  • 6.4 במטבוליזם של ברזל וכמרכיב של השיניים
  • 6.5 חסר
• 7 חשיבות הצמחים
• שימושים ושימושים
  • 8.1 קטליסט
  • 8.2 פיגמנטים
  • 8.3 מוליבדאט
  • 8.4 סגסוגות עם פלדה
  • 8.5 שימושים אחרים
• 9 הפניות

תכונות

מוליבדן מאופיין עמידות גבוהה שלה, עמידות בפני קורוזיה, נקודת התכה גבוהה, להיות חמרן ועמיד בפני טמפרטורות גבוהות. זה נחשב כמו מתכת עקשן כי יש לה נקודת היתוך מעולה פלטינה (1,772 מעלות צלזיוס).

כמו כן, יש לה קבוצה של תכונות נוספות: האנרגיה המחייבת של האטומים שלה גבוהה, לחץ אדים נמוך, מקדם נמוך של התפשטות תרמית, רמה גבוהה של מוליכות תרמית והתנגדות חשמלית נמוכה.

כל המאפיינים הללו ומאפיינים אפשרו מוליבדן יש שימושים רבים ויישומים, להיות הידועים לשמצה ביותר היווצרות של סגסוגות עם פלדה.

מאידך גיסא, זהו מרכיב חיוני לחיים. ב חיידקים וצמחים molybdenum הוא cofactor נוכח אנזימים רבים המעורבים קיבעון ושימוש חנקן.

מוליבדן הוא cofactor לפעילות של אנזימים oxotransferase, אשר מעבירים אטומי חמצן מן המים, תוך העברת שני אלקטרונים. בין אנזימים אלה הוא oxidase xanthine של הפרימטים, שתפקידה הוא לחמצן xanthine כדי חומצת השתן.

זה ניתן להשיג ממזונות שונים, כולל את הדברים הבאים: כרובית, תרד, שום, דגנים מלאים, כוסמת, נבט חיטה, עדשים, זרעי חמניות וחלב.

גילוי

מוליבדן אינו מבודד בטבע, ולכן רבים מתחמיו היה מבולבל בימי קדם עם עופרת או פחמן.

בשנת 1778 הצליח קארל וילהלם, כימאי ורוקח שוודי, לזהות מוליבדן כרכיב מובהק. וילהלם טיפל מוליבדן (MoS)₂) עם חומצה חנקתית, קבלת תרכובת בעלת אופי חומצי שבו זיהתה מוליבדן.

מאוחר יותר, בשנת 1782, פיטר יעקב Hjelm, באמצעות תרכובת חומצית של וילהלם, על ידי הפחתת פחמן, הצליח לבודד מוליבדן טמא.

מבנה

מהו המבנה הגבישי של מוליבדן? האטומים המתכתיים שלו מאמצים את המערכת הגבישית המעוקבת הממוקדת בגוף (BCC, עבור ראשי התיבות שלה באנגלית) בלחץ אטמוספרי. בלחצים גבוהים יותר, אטומי מוליבדן הם דחוסים כדי ליצור מבנים צפופים יותר, כגון מעוקב במרכז על הפנים (fcc) ואת משושה (hcp).

הקשר המתכתי שלו חזק, ו עולה בקנה אחד עם העובדה כי הוא אחד מוצקים עם נקודת ההיתוך הגבוהה ביותר (2623 מעלות צלזיוס). חוזק מבניים זה נובע מכך מוליבדן עשיר באלקטרונים, המבנה הגבישי שלו הוא צפוף במידה ניכרת, והוא כבד יותר מאשר כרום. שלושה גורמים אלה מאפשרים לך לחזק את סגסוגות שבו אתה חלק.

מצד שני, חשוב יותר מאשר המבנה של מוליבדן מתכתי, הוא זה של תרכובות שלה. מוליבדן מאופיינת ביכולתו ליצור תרכובות גרעיניות (מו-מו) או פולי-גרעיניות (מו-מו-מו- ···).

כמו כן, הוא יכול לתאם עם מולקולות אחרות כדי ליצור תרכובות עם נוסחאות MoX₄ עד MoX₈. בתוך תרכובות אלה הוא נפוץ נוכחות של גשרים חמצן (Mo-O-Mo) או גופרית (מו- S- מו).

מאפיינים

מראה

כסף לבן מוצק.

נקודת התכה

2,623 ºC (2,896 K).

נקודת רתיחה

4.639 ºC (4.912 K).

אנתלפיה של היתוך

32 kJ / mol.

אידלציה של אידוי

598 ק"ג / מול.

לחץ אדים

3.47 אבא ל 3.000 ק.

קשיות בסולם המוס

5.5

מסיסות במים

תרכובות מוליבדן הם מסיסים מעטים במים. עם זאת, יון מוליבדט יון₄^-2 זה מסיס.

קורוזיה

זה עמיד בפני קורוזיה הוא המתכות הכי טוב להתנגד לפעולה של חומצה הידרוכלורית.

חמצון

זה לא לחמצן בטמפרטורת החדר. כדי לחמצן במהירות דורש טמפרטורות גבוהות מ 600 מעלות צלזיוס.

ולנסיה

תצורה אלקטרונית של מוליבדן הוא [Kr] 4d⁵5s¹, כך יש שישה אלקטרונים valence. תלוי איזה אטום הוא מקושר, המתכת יכולה לאבד את כל האלקטרונים שלה יש valence של +6 (VI). לדוגמה, אם אתה יוצר קשרים עם אטום פלואורין electronegative (MoF)₆).

עם זאת, הוא יכול לאבד 1 עד 5 אלקטרונים. לפיכך, valensions שלה מרווח מרווח מ 1 (I) ל +5 (V). כאשר הוא מאבד רק אלקטרון אחד, הוא משאיר את מסלול 5S, ואת התצורה שלו נשאר כמו [Kr] 4d⁵. חמשת האלקטרונים של מסלול 4d דורשים מאוד חומצי התקשורת מאוד אלקטרונים כמו מינים לעזוב את האטום מו..

של שש valensions שלה, אשר הנפוצים ביותר? +4 (IV) ו - 6 (VI). מו (IV) יש תצורה [Kr] 4d², בעוד מו (VI), [Kr].

עבור מו⁴⁺ לא ברור מדוע הוא יציב יותר מאשר, למשל, מו³⁺ (כמו עם Cr³⁺). אבל בשביל מו⁶⁺ זה אפשרי לאבד את שש אלקטרונים כי זה הופך isoelectronic כדי קריפטון גז אצילי.

מוליבדן כלורידים

להלן סדרה של כלורידי מוליבדן עם valencies שונים או מצבי חמצון, מ (II) ל (VI):

-מוליבדן דיכלוריד (MoCl)₂). צהוב מוצק.

-מוליבדן טריכלוריד (MoCl)₃). אדום כהה כהה.

-מוליבדן Tetrachloride (MoCl₄). שחור מוצק.

-מוליבדן pentachloride (MoCl₅). ירוק כהה כהה.

-מוליבדן hexachloride (MoCl₆). חום מוצק.

פונקציות בגוף

מוליבדן הוא מרכיב חיוני חיוני לחיים, כפי שהוא נוכח בתור cofactor באנזימים רבים. Oxotransferases להשתמש מוליבדן כמו cofactor למלא את תפקידה של העברת חמצן מן המים עם זוג אלקטרונים.

בין oxotransferases הם:

• Xanthine oxidase.
• Aldehyde oxidase, אשר oxidizes את aldehydes.
• אמינים וגופרית בכבד.
• Sulfite oxidase, אשר oxidizes sulfite בכבד.
• ניטראט רדוקטאז.
• ניטריט רדוקטאז קיים בצמחים.

אנזים Xanthine

אנזים xanthine oxidase catalyses את שלב מסוף את catabolism של purines ב primates: ההמרה של xanthine לתוך חומצת השתן, תרכובת כי הוא excreted.

Xanthine oxidase יש coenzyme כדי FAD. בנוסף, ברזל שאינם heme ו מוליבדן להתערב בפעולה קטליטי. הפעולה של האנזים ניתן לתאר עם המשוואה הכימית הבאה:

Xanthine + H₂O + O₂  => חומצת שתן + H₂הו₂

מוליבדן מתערב בתור molibdopterin cofactor (Mo-co). Xanthine oxidase נמצא בעיקר בכבד ובמעי הדק, אך השימוש בטכניקות אימונולוגיות איפשר את מיקומו בבלוטות החלב, בשרירי השלד ובכליה.

אנזים xanthine oxidase הוא מעוכב על ידי התרופה Alopurinol, המשמש לטיפול שגדון. בשנת 2008, המסחור של התרופה Febuxostat התחיל עם ביצועים טובים יותר בטיפול במחלה.

אנזים אלדהיד oxidase

האנזים אלדהיד oxidase ממוקם הציטופלסמה הסלולר, נמצא גם בממלכה הצמח ובממלכת החי. האנזים מזרז את החמצון של האלדהיד בחומצה קרבוקסילית.

זה גם מזרז את החמצון של ציטוכרום P₄₅₀ ואת מוצרי הביניים של האנזים monoamine oxidase (MAO).

בשל סגוליות ספציפית, האנזים אלדהיד oxidase יכול לחמצן תרופות רבות, ביצוע תפקידה בעיקר בכבד. הפעולה של האנזים על אלדהיד יכול להיות schematized בדרך הבאה:

Aldehyde + H₂O + O₂ => חומצה קרבוקסילית + H₂הו₂

אנזים oxidase Sulfite

האנזים oxidase sulfite מעורב בהמרת סולפיט ל סולפט. זהו הצעד הסופי של השפלה של תרכובות המכילות גופרית. התגובה המופיעה על ידי האנזים מתרחשת בהתאם לתכנית הבאה:

לכן₃^-2 + ח₂O + 2 (ציטוכרום C) חמצון => SO₄^-2 + 2 (ציטוכרום C) מופחת + 2 H⁺

מחסור באנזים על ידי מוטציה גנטית באדם יכול להוביל למוות בטרם עת.

Sulfite הוא תרכובת נוירוטוקסית, ולכן פעילות נמוכה של האנזים oxidase sulfite יכול לגרום למחלות נפש, פיגור שכלי, השפלה נפשית ובסופו של דבר מוות.

בחילוף החומרים של ברזל וכמרכיב של השיניים

מוליבדן מתערבת בחילוף החומרים של ברזל, מקלה על ספיגת המעיים ועל היווצרות של אריתרוציטים. בנוסף, הוא חלק אמייל של השיניים, ויחד עם פלואוריד מסייע במניעת עששת.

חסר

מחסור בצריכת מוליבדן נקשר לשכיחות מוגברת של סרטן הוושט באזורים של סין ואיראן, בהשוואה לאזורים של ארצות הברית עם רמות גבוהות של מוליבדן.

חשיבות הצמחים

ניטראט רדוקטאז הוא אנזים אשר ממלא תפקיד חיוני בצמחים, שכן יחד עם אנקט ניטריט רדוקטאז זה מתערב בהפיכת ניטראט לאמוניום.

שני האנזימים דורשים לתפקודו cofactor (Mo-co). התגובה calyzed על ידי רדוקטאז חנקתי אנזים ניתן schematized כדלקמן:

חנקה + מעניק אלקטרון + H₂O => ניטריט + תורם אלקטרונים חמצון

תהליך החמצון של ניטראט מתרחשת בציטופלסמה של תאי הצמח. ניטריט, המוצר של התגובה הקודמת, מועבר פלסטיד. אנזים ניטריט רדוקטאז פועל על ניטריט, מקורן אמוניום.

אמוניום משמש לסינתזה של חומצות אמינו. בנוסף, צמחים משתמשים מוליבדן בהמרה של זרחן אורגני לתוך זרחן אורגני.

זרחן אורגני קיים במולקולות רבות של תפקוד ביולוגי, כגון: ATP, גלוקוז 6-פוספט, חומצות גרעין, forfolipids, וכו '.

מחסור של מוליבדן משפיע בעיקר על הקבוצה cruciferous, ירקות, poinsettias ואת primroeses.

ב כרובית, מחסור של מוליבדן מייצרת הגבלה של רוחב של עלה עלה, ירידה בצמיחה של הצמח ואת היווצרות של פרחים.

שימושים ויישומים

קטליסט

-זהו זרז עבור desulfurization של נפט, פטרוכימיה ו-נגזרות פחם. קומפלקס הזרז כולל את משרד החינוך₂ קבוע על אלומינה, ומופעל על ידי קובלט וניקל.

-מוליבדט יוצר קומפלקס עם ביסמוט לחמצון סלקטיבי של propene, אמוניום ואוויר. לפיכך, הם יוצרים acrylonitrile, אצטוניטריל וכימיקלים אחרים, שהם חומרי גלם לתעשיות הפלסטיק סיבים.

באופן דומה, molybdate ברזל catalyses חמצון סלקטיבי של מתנול כדי פורמלדהיד.

פיגמנטים

-מוליבדן מתערב היווצרות של פיגמנטים. לדוגמה, כתום מוליבדן נוצר על ידי שיתוף משקעים של כרומט להוביל, מוליבדט להוביל סולפט להוביל.

זהו פיגמנט בהיר ויציב בטמפרטורות שונות, המופיע אדום בוהק, כתום או אדום-צהוב. הוא משמש בהכנת צבעים ופלסטיק, כמו גם מוצרי גומי וקרמיקה.

מוליבדאט

-מוליבדאט הוא מעכב קורוזיה. נתרן molybdate שימש תחליף של כרומט כדי לעכב את קורוזיה של פלדות קשוחים על מגוון רחב של pH.

-הוא משמש מקררי מים, מזגנים ומערכות חימום. Molybdates משמשים גם כדי לעכב קורוזיה במערכות הידראולי והנדסת הרכב. כמו כן, פיגמנטים המעכבים קורוזיה משמשים צבעים.

-מוליבדאט, בשל תכונותיו של נקודת התכה גבוהה, מקדם נמוך של התפשטות תרמית מוליכות תרמית גבוהה, נועד לייצר קלטות וחוטים המשמשים את תעשיית התאורה.

-הוא משמש לוחות אם מוליכים למחצה; ב אלקטרוניקה כוח; אלקטרודות עבור מיזוג של משקפיים; מצלמות עבור תנורים טמפרטורה גבוהה cathodes עבור ציפוי של תאים סולריים ומסכים שטוחים.

-בנוסף, molybdate משמש בייצור של crucibles עבור כל התהליכים הרגילים בתחום עיבוד של sapphires.

סגסוגות פלדה

-מוליבדן משמש בסגסוגות עם פלדה כי לעמוד בטמפרטורות גבוהות ולחצים. סגסוגות אלה משמשים בענף הבנייה בייצור של חלקים עבור כלי טיס ומכוניות.

-מוליבדאט, גם בריכוזים נמוכים כמו 2%, נותן סגסוגת שלה עם פלדה עמידות גבוהה בפני קורוזיה.

שימושים אחרים

-Molybdate משמש בתעשיית התעופה והחלל; בייצור של מסכי LCD; בטיפול במים ואפילו ביישום קרן הלייזר.

-מוליבדאט דיסולפיד הוא, בפני עצמו, חומר סיכה טוב ומספק מאפייני סובלנות ללחצים קיצוניים באינטראקציה של חומרי סיכה עם מתכות.

חומרי סיכה יוצרים שכבה גבישית על פני השטח של מתכות. הודות לכך, חיכוך המתכת-מתכת מצטמצם למינימום, אפילו בטמפרטורות גבוהות.

הפניות

1. ויקיפדיה. (2018). מוליבדן. מקור: en.wikipedia.org
2. ר 'ספינה. (2016). מוליבדן. מקור: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
3. האיגוד הבינלאומי מוליבדן (IMOA). (2018). מוליבדן. נלקח מתוך: imoa.info
4. F יונה ו - M מרכוס. (2005). מבנה הגביש ויציבות מוליבדן בלחצים אולטרהי. J. Phys: מעובה. עניין 17.
5. Plansee. (s.f.). מוליבדן. מקור: plansee.com
6. לנטך (2018). מוליבדן - Mo. מקור: lenntech.com
7. Curiosoando.com (18 אוקטובר 2016). מה הם הסימפטומים של מחסור מוליבדן? שוחזר מ: curiosoando.com
8. אד בלאדניק. (21 במרץ 2018). תפקיד מוליבדן בטיפוח צמחים. מקור: pthorticulture.com