Molibdeno struktūra, savybės, valentijos, funkcijos



The molibdeno (Mo) yra pereinamasis metalas, priklausantis Periodinės lentelės 6 grupės 5 laikotarpiui. Ji turi elektroninę konfigūraciją (Kr) 4d55s1; atominis skaičius 42 ir vidutinė atominė masė yra 95,94 g / mol. Pateikia 7 stabilius izotopus: 92Mo, 94Mo, 95Mo, 96Mo, 97Mo, 98Mo ir 100Mo; yra izotopas 98Mo, kuri yra didžiausia proporcija.

Tai baltas metalas su sidabro išvaizda ir turi cheminių savybių, panašių į chromą. Tiesą sakant, abu yra tos pačios grupės metaliniai elementai, o chromas yra virš molibdeno; ty molibdenas yra sunkesnis ir turi aukštesnį energijos lygį.

Molibdenas gamtoje nėra laisvas, bet yra mineralų dalis, labiausiai gausu molibdeno (SM).2). Be to, jis yra susijęs su kitais sieros mineralais, iš kurių taip pat gaunamas varis. 

Pirmojo pasaulinio karo metu jo naudojimas buvo padidintas, nes jis pakeitė volframą, kuris buvo nedidelis dėl didžiulio išnaudojimo.

Indeksas

  • 1 Charakteristikos
  • 2 „Discovery“
  • 3 Struktūra
  • 4 Ypatybės
  • 5 Valensija
    • 5.1 Molibdeno chloridai
  • 6 Funkcijos organizme
    • 6.1 ksantino fermentas
    • 6.2 Fermento aldehido oksidazė
    • 6.3 Sulfito oksidazės fermentas
    • 6.4 Geležies metabolizme ir dantų sudėtyje
    • 6.5 Trūkumas
  • 7 Svarba augaluose
  • 8 Naudojimas ir taikymas
    • 8.1 Katalizatorius
    • 8.2 Pigmentai
    • 8.3 Molibdatas
    • 8.4 Lydiniai su plienu
    • 8.5 Kiti naudojimo būdai
  • 9 Nuorodos

Savybės

Molibdenui būdinga didelė ilgaamžiškumas, atsparumas korozijai, aukšta lydymosi temperatūra, kaliojo ir atsparios aukštai temperatūrai. Jis laikomas ugniai atspariu metalu, nes jo lydymosi temperatūra yra aukštesnė už platiną (1772ºC)..

Ji taip pat turi papildomų savybių rinkinį: jos atomų rišamoji energija yra didelė, mažas garų slėgis, mažas šiluminio plėtimosi koeficientas, aukštas šilumos laidumo lygis ir mažas atsparumas elektrai.

Visos šios savybės ir charakteristikos leido molibdenui turėti daug naudojimosi ir panaudojimo būdų, nes tai yra žinomiausias plieno lydinių suformavimas..

Kita vertus, tai gyvybiškai svarbus mikroelementas. Bakterijose ir augaluose molibdenas yra kofaktorius, esantis daugelyje fermentų, susijusių su azoto fiksavimu ir naudojimu..

Molibdenas yra oksotransferazių fermentų, kurie perneša deguonies atomus iš vandens, kofaktorius, perkeliant du elektronus. Tarp šių fermentų yra primatų ksantino oksidazė, kurios funkcija yra oksantuoti ksantiną šlapimo rūgštimi..

Jis gali būti gaunamas iš įvairių maisto produktų, įskaitant: žiedinius kopūstus, špinatus, česnakus, neskaldytus grūdus, grikius, kviečių gemalus, lęšius, saulėgrąžų sėklą ir pieną.

„Discovery“

Molibdenas gamtoje nėra izoliuotas, todėl daugelyje jos kompleksų senovėje buvo painiojamas su švinu arba anglies.

1778 m. Švedijos chemikas ir vaistininkas Carl Wilhelm sugebėjo identifikuoti molibdeną kaip atskirą elementą. Wilhelm gydomas molibdenitas (SM)2) su azoto rūgštimi, gaunant rūgšties junginį, kuriame jis nustatė molibdeną.

Vėliau, 1782 m., Peteris Jacobas Hjelmas, naudodamas rūgštinį Wilhelmo junginį, sumažino anglies dioksido kiekį ir sugebėjo izoliuoti nešvarų molibdeną.

Struktūra

Kokia kristalinė molibdeno struktūra? Jos metalo atomai įsisavina kubinę kristalinę sistemą, centruotą į kūną (bcc, jo akronimas anglų kalba), esant atmosferos slėgiui. Esant didesniam slėgiui, molibdeno atomai yra suspausti, kad atsirastų daugiau tankių struktūrų, pvz., Kubinių centrų ant veidų (fcc) ir šešiakampio (hcp)..

Jos metalinė jungtis yra stipri ir sutampa su tuo, kad ji yra viena iš kietųjų medžiagų, turinčių didžiausią lydymosi temperatūrą (2623 ° C). Šis struktūrinis stiprumas priklauso nuo to, kad molibdenas yra gausus elektronų, jo kristalinė struktūra yra labai tanki ir sunkesnė už chromą. Šie trys veiksniai leidžia sustiprinti lydinius, kuriuose esate.

Kita vertus, svarbesnis už metalo molibdeno struktūrą yra jo junginių struktūra. Molibdenui būdingas gebėjimas suformuoti dinukliarinius (Mo-Mo) arba polinuklidinius (Mo-Mo-M- ··) junginius.

Taip pat ji gali derinti su kitomis molekulėmis, kad suformuotų junginius su MoX formulėmis4 iki MoX8. Šiuose junginiuose yra bendras deguonies tiltų (Mo-O-Mo) arba sieros (Mo-S-Mo) buvimas..

Savybės

Išvaizda

Kietas baltas sidabras.

Lydymosi temperatūra

2,623 ºC (2,896 K).

Virimo temperatūra

4,639 ° C (4,912 K).

Sintezės entalpija

32 kJ / mol.

Garinimo entalpija

598 kJ / mol.

Garų slėgis

3,47 Pa iki 3 000 K.

Kietumas Moho skalėje

5.5

Tirpumas vandenyje

Molibdeno junginiai yra mažai tirpūs vandenyje. Tačiau MoO molibdato jonas4-2 Tai tirpsta.

Korozija

Jis yra atsparus korozijai ir yra metalai, geriausiai atsparūs druskos rūgšties poveikiui.

Oksidacija

Jis neveikia kambario temperatūroje. Norint greitai oksiduoti, reikia aukštesnės nei 600ºC temperatūros.

Valensija

Elektroninė molibdeno konfigūracija yra [Kr] 4d55s1, todėl jis turi šešis valentų elektronus. Priklausomai nuo to, kuris atomas yra susietas, metalas gali prarasti visus savo elektronus ir turi 6 (VI) valentiškumą. Pavyzdžiui, jei sujungiate ryšius su elektronegatyviniu fluoro atomu (FM)6).

Tačiau jis gali prarasti nuo 1 iki 5 elektronų. Taigi, jos valentai apima intervalą nuo +1 (I) iki +5 (V). Kai jis praranda tik vieną elektroną, jis palieka 5s orbitą ir jo konfigūracija lieka kaip [Kr] 4d5. Penki 4d orbitos elektronai reikalauja labai rūgščios terpės ir labai elektronų panašių rūšių palikti Mo atomą..

Iš šešių valentų, kurios yra labiausiai paplitusios? +4 (IV) ir +6 (VI). Mo (IV) turi konfigūraciją [Kr] 4d2, o Mo (VI), [Kr].

Dėl Mo4+ nėra aišku, kodėl jis yra stabilesnis nei, pavyzdžiui, Mo3+ (kaip ir Kr3+). Bet Mo6+ galima prarasti šiuos šešis elektronus, nes jis tampa izoelektroniniu į tauriųjų dujų kriptoną.

Molibdeno chloridai

Toliau pateikiami molibdeno chloridai su skirtingomis valentinėmis ar oksidacinėmis būsenomis, nuo (II) iki (VI):

-Molibdeno dichloridas (MoCl2). Kieta geltona.

-Molibdeno trichloridas (MoCl3). Tamsiai raudona.

-Molibdeno tetrachloridas (MoCl4). Kietas juodas.

-Molibdeno pentachloridas (MoCl5). Tamsiai žalios spalvos.

-Molibdeno heksachloridas (MoCl6). Kieta ruda.

Funkcijos organizme

Molibdenas yra gyvybiškai svarbus mikroelementas, nes jis yra kofaktorius daugelyje fermentų. Oksotransferazės naudoja molibdeną kaip kofaktorių, kad atliktų savo funkciją perduoti deguonį iš vandens elektronų poromis..

Tarp oksotransferazių yra:

  • Ksantino oksidazė.
  • Aldehido oksidazė, kuri oksiduoja aldehidus.
  • Aminai ir sulfidai kepenyse.
  • Sulfito oksidazė, kuri oksiduoja sulfitą kepenyse.
  • Nitrato reduktazė.
  • Nitritų reduktazė, esanti augaluose.

Ksantino fermentas

Fermentas ksantino oksidazė katalizuoja purinų katabolizmo galinį žingsnį primatuose: ksantino konversija į šlapimo rūgštį, o tada junginys išsiskiria.

Ksantino oksidazė turi koenzimą į FAD. Be to, ne heminis geležis ir molibdenas įsikiša į katalizinį poveikį. Fermento veikimą galima apibūdinti naudojant tokią cheminę lygtį:

Xantinas + H2O + O2  => Šlapimo rūgštis + H2O2

Molibdenas veikia kaip kofaktorius molibdopterinas (Mo-co). Ksantino oksidazė daugiausia randama kepenyse ir plonojoje žarnoje, tačiau imunologinių metodų naudojimas leido jo vietą pieno liaukose, skeleto raumenyse ir inkstuose..

Fermentas ksantino oksidazė yra slopinamas vaisto Alopurinol, naudojamas podagros gydymui. 2008 m. Vaistinio preparato „Febuxostat“ komercializacija prasidėjo geresniais ligos gydymo rezultatais.

Fermento aldehido oksidazė

Aldehido oksidazės fermentas yra ląstelių citoplazmoje, randama tiek augalų karalystėje, tiek gyvulininkystės karalystėje. Fermentas katalizuoja aldehido oksidaciją karboksirūgštyje.

Jis taip pat katalizuoja citochromo P oksidaciją450 ir tarpiniai fermento monoamino oksidazės (MAO) produktai.

Dėl savo plataus specifiškumo aldehido oksidazės fermentas gali oksiduoti daugelį vaistų, daugiausia veikdamas kepenyse. Fermento poveikį aldehidui galima schematizuoti taip:

Aldehidas + H2O + O2 => Karboksirūgštis + H2O2

Sulfito oksidazės fermentas

Sulfito oksidazės fermentas yra susijęs su sulfito konversija į sulfatą. Tai yra galutinis sieros turinčių junginių degradacijos etapas. Reakcija, katalizuojama fermento, vyksta pagal šią schemą:

SO3-2 + H2O + 2 (citochromo C) oksiduotas => SO4-2 + 2 (citochromo C) sumažintas + 2 H+

Fermento trūkumas genetinėje mutacijoje gali sukelti ankstyvą mirtį.

Sulfitas yra neurotoksinis junginys, todėl mažas sulfito oksidazės fermento aktyvumas gali sukelti psichinę ligą, protinį atsilikimą, protinį degradaciją ir galiausiai mirtį..

Geležies metabolizme ir dantų sudėtyje

Molibdenas įsikiša į geležies metabolizmą, palengvina jo žarnyno absorbciją ir eritrocitų susidarymą. Be to, tai yra dantų emalio dalis ir kartu su fluoridu padeda išvengti ėduonies.

Trūkumas

Molibdeno vartojimo trūkumas susijęs su padidėjusiu stemplės vėžio paplitimu Kinijos ir Irano regionuose, palyginti su Jungtinių Valstijų regionais, kuriuose yra didelis molibdeno kiekis.

Svarba augaluose

Nitratų reduktazė yra fermentas, kuris vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį augaluose, nes kartu su fermentu nitrito reduktaze ji keičiasi nitrato transformavimu į amoniumą.

Du fermentai reikalauja, kad veiktų kofaktorius (Mo-co). Reakciją, katalizuotą fermento nitrato reduktazės, galima schematizuoti taip:

Nitratas + elektronų daviklis + H2O => Nitritas + oksiduotas elektronų donoras

Nitratų oksidacijos-redukcijos procesas vyksta augalų ląstelių citoplazmoje. Nitritas, ankstesnės reakcijos produktas, perkeliamas į plastidą. Nitrito reduktazės fermentas veikia nitritą, kurio kilmės šalis yra amonis.

Amonio rūgštis naudojama aminorūgščių sintezei. Be to, augalai naudoja molibdeną konvertuodami neorganinį fosforą į organinį fosforą.

Organinių fosforų yra daugelyje biologinės funkcijos molekulių, tokių kaip: ATP, gliukozės-6-fosfatas, nukleino rūgštys, forfolipidai ir tt.

Molibdeno trūkumas daugiausia paveikia kryžminę grupę, daržoves, poinsettias ir primroses.

Žiedinių kopūstų molibdeno trūkumas riboja lapų galūnių plotį, mažina augalų augimą ir gėlių formavimąsi..

Naudojimas ir taikymas

Katalizatorius

-Tai katalizatorius, skirtas naftos, naftos chemijos ir anglies dvideginio išvalymui. Katalizatoriaus kompleksą sudaro SM2 pritvirtintas prie aliuminio oksido ir aktyvuojamas kobalto ir nikelio.

-Molibdatas sudaro bismuto kompleksą selektyviam propeno, amonio ir oro oksidavimui. Taigi jie sudaro akrilnitrilą, acetonitrilą ir kitas chemines medžiagas, kurios yra žaliavos plastiko ir pluošto pramonei.

Panašiai molibdato geležis katalizuoja selektyvų metanolio oksidavimą formaldehidu.

Pigmentai

-Molibdenas įsikiša į pigmentų susidarymą. Pavyzdžiui, molibdeno apelsinas yra susidaręs kartu su švino chromatu, švino molibdatu ir švino sulfatu.

Tai lengvas ir stabilus pigmentas skirtingose ​​temperatūrose, rodantis ryškiai raudoną, oranžinę ar raudoną geltoną. Jis naudojamas dažams ir plastikams, taip pat gumos ir keramikos gaminiams gaminti.

Molibdatas

-Molibdatas yra korozijos inhibitorius. Natrio molibdatas buvo naudojamas pakeičiant chromatą, kad būtų užkirstas kelias sukietėjusio plieno korozijai plačiame pH diapazone..

-Jis naudojamas vandens aušintuvuose, oro kondicionieriuose ir šildymo sistemose. Molibdatai taip pat naudojami hidraulinių sistemų ir automobilių inžinerijos korozijai slopinti. Be to, dažuose naudojami pigmentai, slopinantys koroziją.

-Molibdatas, turintis aukštą lydymosi temperatūrą, žemą šiluminio plėtimosi koeficientą ir didelį šilumos laidumą, skirtas gaminti apšvietimo pramonės naudojamas juosteles ir siūlus..

-Jis naudojamas puslaidininkių plokštėse; galios elektronikoje; Elektrodai stiklų suliejimui; kameros, skirtos aukštos temperatūros krosnims ir katodams saulės elementų ir plokščių ekranų dengimui.

-Be to, molibdatas naudojamas gaminant tiglus visiems įprastiems safyrų perdirbimo procesams..

Lydiniai su plienu

-Molibdenas naudojamas lydiniuose su plienu, atspariu aukštai temperatūrai ir slėgiui. Šie lydiniai naudojami statybos pramonėje ir orlaivių bei automobilių dalių gamyboje.

-Molibdatas, net ir esant mažai 2% koncentracijai, suteikia savo lydinio plienui didelį atsparumą korozijai.

Kiti naudojimo būdai

-Molibdatas naudojamas aviacijos pramonėje; gaminant LCD ekranus; apdorojant vandenį ir net naudojant lazerio spindulį.

-Molibdato disulfidas savaime yra geras tepalas ir suteikia tolerancijos savybėms ekstremaliems slėgiams tepalų ir metalų sąveikoje..

Tepalai sudaro metalinį paviršių kristalinį sluoksnį. Dėl to metalo ir metalo trintis sumažinama iki minimumo net ir esant aukštai temperatūrai.

Nuorodos

  1. Vikipedija. (2018). Molibdenas. Gauta iš: en.wikipedia.org
  2. R. Laivas. (2016). Molibdenas. Gauta iš: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  3. Tarptautinė molibdenų asociacija (IMOA). (2018). Molibdenas. Paimta iš: imoa.info
  4. F Jona ir P M Marcus. (2005). Kristalinė molibdeno struktūra ir stabilumas esant labai aukštam slėgiui. J. Phys.: Condens. Medžiaga 17 1049.
  5. Plansee. (s.f.). Molibdenas. Gauta iš: plansee.com
  6. Lenntech (2018). Molibdenas - Mo. Gauta iš: lenntech.com
  7. Curiosoando.com (2016 m. Spalio 18 d.). Kokie yra molibdeno trūkumo simptomai? Susigrąžinta iš: curiosoando.com
  8. Ed Bloodnick. (2018 m. Kovo 21 d.). Molibdeno vaidmuo auginant augalus. Gauta iš: pthorticulture.com