Структура, својства, валенције, функције молибдена



Тхе молибден (Мо) је прелазни метал, који припада групи 6, период 5 периодног система. Има електронску конфигурацију (Кр) 4д55с1; атомски број 42 и просечна атомска маса 95,94 г / мол. Приказује 7 стабилних изотопа: 92Мо, 94Мо, 95Мо, 96Мо, 97Мо, 98Мо анд 100Мо; као изотоп 98Мо који је у највећем проценту.

То је бели метал сребрног изгледа и има хемијске особине сличне хрому. У ствари, оба су метални елементи исте групе, хром се налази изнад молибдена; то јест, молибден је тежи и има виши ниво енергије.

Молибден није у природи слободан, али је део минерала, а најзаступљенији је молибденит (МоС)2). Поред тога, повезан је и са другим сумпорним минералима, од којих се добија и бакар. 

Његова употреба је повећана током Првог светског рата, јер је заменила волфрам, који је био оскудан због његове масовне експлоатације.

Индек

  • 1 Карактеристике
  • 2 Дисцовери
  • 3 Структура
  • 4 Својства
  • 5 Валенциас
    • 5.1 Молибден хлориди
  • 6 Функције у телу
    • 6.1 ензим ксантин
    • 6.2 Ензим алдехид оксидаза
    • 6.3 Ензим сулфит оксидазе
    • 6.4 У метаболизму гвожђа и као компонента зуба
    • 6.5 Недостатак
  • 7 Важност у биљкама
  • 8 Коришћење и апликације
    • 8.1 Катализатор
    • 8.2 Пигменти
    • 8.3 Молибдат
    • 8.4 Легуре са челиком
    • 8.5 Друге употребе
  • 9 Референце

Феатурес

Молибден се одликује високом издржљивошћу, отпорношћу на корозију, високом тачком топљења, кованим и издржљивим високим температурама. Сматра се ватросталним металом јер има тачку топљења супериорну од платине (1,772º Ц).

Такође има скуп додатних својстава: енергија везивања њених атома је висока, низак притисак пара, низак коефицијент топлотног ширења, висок ниво топлотне проводљивости и низак електрични отпор.

Сва ова својства и карактеристике омогућиле су бројним применама и применама молибдена, што је најзлогласнија формација легура са челиком..

С друге стране, то је битан елемент у траговима живота. У бактеријама и биљкама молибден је кофактор присутан у бројним ензимима укљученим у фиксацију и употребу азота.

Молибден је кофактор за активност ензима оксотрансферазе, који преносе атоме кисеоника из воде, док преносе два електрона. Међу овим ензимима је ксантин оксидаза примата, чија је функција да оксидује ксантин у мокраћну киселину.

Може се добити из различитих намирница, укључујући следеће: карфиол, спанаћ, бели лук, интегралне житарице, хељда, пшеничне клице, лећу, сунцокретово семе и млеко.

Дисцовери

Молибден није изолован у природи, тако да је у многим његовим комплексима у старим временима збуњен са оловом или угљеником.

Године 1778. Карл Вилхелм, шведски хемичар и фармацеут, успео је да идентификује молибден као посебан елемент. Молибден који је третиран Вилхелмом (МоС)2) са азотном киселином, добијањем једињења киселе природе у којој је идентификован молибден.

Касније, 1782. године, Петер Јацоб Хјелм, користећи Вилхелмово кисело једињење, редукцијом угљеника, успео је да изолује нечисти молибден.

Структура

Каква је кристална структура молибдена? Његови метални атоми усвајају кубични кристални систем центриран у телу (бцц, за акроним на енглеском) при атмосферском притиску. Код виших притисака, атоми молибдена су збијени да би се створиле густе структуре, као што је кубни центриран на лицима (фцц) и хексагонална (хцп).

Његова метална веза је јака и подудара се са чињеницом да је она једна од чврстих материја са највишом тачком топљења (2623ºЦ). Ова структурна чврстоћа је резултат чињенице да је молибден богат електронима, његова кристална структура је знатно густа и тежа је од хрома. Ова три фактора вам омогућавају да ојачате легуре у којима сте део.

Са друге стране, важнија од структуре металик молибдена, је и његова једињења. Молибден се карактерише својом способношћу да формира једињења (Мо-Мо) или полинуклеарне (Мо-Мо-Мо- ···) једињења..

Исто тако, он се може координирати са другим молекулима да формира једињења са МоКс формулама4 уп МоКс8. У оквиру ових једињења је уобичајено присуство кисеоничких мостова (Мо-О-Мо) или сумпора (Мо-С-Мо).

Пропертиес

Изглед

Чврсто бело сребро.

Тачка топљења

2,623 ºЦ (2,896 К).

Тачка кључања

4.639 ºЦ (4.912 К).

Енталпија фузије

32 кЈ / мол.

Енталпија испаравања

598 кЈ / мол.

Притисак паре

3.47 Па до 3.000 К.

Тврдоћа по Мохсовој скали

5.5

Растворљивост у води

Молибденска једињења су мало растворљива у води. Међутим, МоО молибдатни јон4-2 То је растворљиво.

Корозија

Отпоран је на корозију и то су метали који најбоље одолевају дејству хлороводоничне киселине.

Оксидација

Не оксидује на собној температури. За брзо оксидацију потребна је температура већа од 600ºЦ.

Валенциас

Електронска конфигурација молибдена је [Кр] 4д55с1, тако да има шест валентних електрона. Зависно од тога који атом је повезан, метал може изгубити све своје електроне и имати валенцу од 6 (ВИ). На пример, ако формирате везе са електронегативним атомом флуора (МоФ)6).

Међутим, може да изгуби 1 до 5 електрона. Према томе, његове валенције се крећу у интервалу од +1 (И) до +5 (В). Када изгуби само један електрон, напушта орбиталу 5с, а њена конфигурација остаје као [Кр] 4д5. Пет електрона у орбити 4д захтева веома киселе медије и веома сличне врсте електрон да напусте Мо атом..

Од његових шест валенција, које су најчешће? +4 (ИВ) и +6 (ВИ). Мо (ИВ) има конфигурацију [Кр] 4д2, док Мо (ВИ), [Кр].

Фор тхе Мо4+ није јасно зашто је он стабилнији него, на примјер, Мо3+ (као са Цр3+). Али за Мо6+ могуће је изгубити ових шест електрона јер постаје изоелектронички за криптон племенитог плина.

Молибденов хлорид

Испод је низ молибден хлорида са различитим валенцијама или оксидационим стањима, од (ИИ) до (ВИ):

-Молибден диклорид (МоЦл2). Солид иеллов.

-Молибден трихлорид (МоЦл3). Чврсто тамно црвена.

-Молибден Тетрахлорид (МоЦл4). Солид блацк.

-Молибден пентахлорид (МоЦл5). Чврсто тамно зелена.

-Молибден хексахлорид (МоЦл6). Солид бровн.

Функције у телу

Молибден је есенцијални траг у животу, јер је присутан као кофактор у бројним ензимима. Оксотрансферазе користе молибден као кофактор да би испуниле своју функцију преноса кисеоника из воде са паром електрона.

Међу оксотрансферазама су:

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

Ксантхине ензиме

Ензим ксантин оксидаза катализира терминални корак у катаболизму пурина у приматима: конверзија ксантина у мокраћну киселину, једињење које се затим излучује.

Ксантин оксидаза има коензим до ФАД. Поред тога, не-хеме гвожђе и молибден интервенишу у каталитичком дејству. Деловање ензима може се описати следећом хемијском једначином:

Ксантхине + Х2О + О2  => Мокраћна киселина + Х2О2

Молибден интервенише као кофактор молибдоптерин (Мо-цо). Ксантин оксидаза се налази углавном у јетри и танком цреву, али је примена имунолошких техника омогућила њено лоцирање у млечним жлездама, скелетним мишићима и бубрезима..

Ензим ксантин оксидаза инхибира се леком Алопуринол, који се користи у лечењу гихта. У 2008. години, комерцијализација лијека Фебукостат почела је са бољим перформансама у лијечењу болести.

Ензим алдехид оксидаза

Ензим алдехид оксидаза налази се у ћелијској цитоплазми, која се налази иу биљном царству иу животињском царству. Ензим катализира оксидацију алдехида у карбоксилној киселини.

Он такође катализира оксидацију цитокрома П450 и међупроизводи ензима моноамин оксидазе (МАО).

Због своје широке специфичности, ензим алдехид оксидаза може оксидирати многе лијекове, обављајући своју функцију углавном у јетри. Деловање ензима на алдехид се може схематизовати на следећи начин:

Алдехид + Х2О + О2 => Карбоксилна киселина + Х2О2

Ензим сулфит оксидазе

Ензим сулфит оксидазе је укључен у конверзију сулфита у сулфат. Ово је завршни корак деградације једињења која садрже сумпор. Реакција коју катализира ензим одвија се према следећој шеми:

СО3-2 + Х2О + 2 (цитокром Ц) оксидисан => СО4-2 + 2 (цитокром Ц) редукован + 2 Х+

Недостатак ензима генетском мутацијом у човеку може довести до преране смрти.

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

У метаболизму гвожђа и као компонента зуба

Молибден интервенише у метаболизму гвожђа, олакшавајући његову интестиналну апсорпцију и формирање еритроцита. Поред тога, она је део цаклине зуба, и заједно са флуоридом помаже у превенцији каријеса.

Недостатак

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

Значај у биљкама

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

Два ензима захтевају за функционисање кофактора (Мо-цо). Реакција катализована ензимом нитрат редуктаза може се схематизовати на следећи начин:

Нитрат + електронски давалац + Х2О => Нитрит + оксидовани донор електрона

Процес оксидације-редукције нитрата јавља се у цитоплазми биљних ћелија. Нитрит, производ претходне реакције, се преноси у пластид. Ензим нитрит редуктаза делује на нитрит, амонијум који потиче.

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

Органски фосфор постоји у бројним молекулима биолошке функције, као што су: АТП, глукоза-6-фосфат, нуклеинске киселине, форфолипиди, итд..

Недостатак молибдена утиче углавном на групу крсташа, на поврће, на поинсетије и примрозу..

Код карфиола, недостатак молибдена доводи до ограничења ширине крака листа, смањења раста биљке и формирања цвијећа..

Користи и апликације

Цаталист

-Он је катализатор за одсумпоравање нафте, петрохемикалија и течности добијених из угља. Комплекс катализатора садржи МОС2 фиксиран на алуминијум оксид, и активиран кобалтом и никлом.

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

Слично, жељезо молибдата катализира селективну оксидацију метанола у формалдехид.

Пигменти

-Молибден интервенише у формирању пигмената. На пример, молибден оранж се формира ко-преципитацијом хромата олова, оловног молибдата и оловног сулфата.

Ово је лаган и стабилан пигмент на различитим температурама, који се појављује јарко црвено, наранџасто или црвено-жуто. Користи се у припреми боја и пластике, као иу гуменим и керамичким производима.

Молибдат

-Молибдат је инхибитор корозије. Натријум молибдат је коришћен у замени хрома за инхибицију корозије очврслих челика у широком опсегу пХ.

-Користи се у расхладницима воде, клима уређајима и системима гријања. Молибдати се такође користе за спречавање корозије у хидрауличким системима и аутомобилској техници. Такођер, пигменти који инхибирају корозију користе се у бојама.

-Молибдат, због својих својстава високе тачке топљења, ниског коефицијента топлинског ширења и високе топлинске проводљивости, намењен је за производњу трака и навоја које користи индустрија осветљења.

-Користи се у матичним плочама полупроводника; у енергетској електроници; електроде за спајање стакала; камере за високе температуре пећи и катоде за премазивање соларних ћелија и равних екрана.

-Осим тога, молибдат се користи у производњи таложника за све уобичајене процесе у области прераде сафира.

Легуре са челиком

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

-Молибдат, чак и при малим концентрацијама од 2%, даје својој легури са челиком високу отпорност на корозију.

Отхер усес

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

-Молибдат дисулфид је сам по себи добар подмазивач и даје толерантна својства екстремним притисцима у интеракцији мазива са металима.

Мазива формирају кристални слој на површини метала. Захваљујући томе, трење метала и метала је сведено на минимум, чак и на високим температурама.

Референце

  1. Википедиа. (2018). Молибден. Преузето са: ен.википедиа.орг
  2. Р. Схип. (2016). Молибден. Преузето са: хиперпхисицс.пхи-астр.гсу.еду
  3. Међународна асоцијација молибдена (ИМОА). (2018). Молибден. Преузето из: имоа.инфо
  4. Ф Јона и П М Марцус. (2005). Кристална структура и стабилност молибдена при високим притисцима. Ј. Пхис. Материја 17 1049.
  5. Плансее. (с.ф.). Молибден. Добављено из: плансее.цом
  6. Леннтецх (2018). Молибден - Мо. Добављено из: леннтецх.цом
  7. Цуриосоандо.цом (18. октобар 2016). Који су симптоми недостатка молибдена? Опорављено од: цуриосоандо.цом
  8. Ед Блоодницк. (21. март 2018. године). Улога молибдена у узгоју биљака. Преузето са: птхортицултуре.цом