Cấu trúc molypden, tính chất, hóa trị, chức năng

các molypden (Mo) là kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm 6, giai đoạn 5 của Bảng tuần hoàn. Nó có cấu hình điện tử (Kr) 4d⁵5 giây¹; số nguyên tử 42 và khối lượng nguyên tử trung bình 95,94 g / mol. Trình bày 7 đồng vị ổn định: ⁹²Mơ, ⁹⁴Mơ, ⁹⁵Mơ, ⁹⁶Mơ, ⁹⁷Mơ, ⁹⁸Mo và ¹⁰⁰Mơ; là đồng vị ⁹⁸Mo là tỷ lệ lớn nhất.

Nó là một kim loại màu trắng có bề ngoài màu bạc và có tính chất hóa học tương tự như crôm. Trên thực tế, cả hai đều là các nguyên tố kim loại của cùng một nhóm, crom nằm ở phía trên molypden; đó là, molypden nặng hơn và có mức năng lượng cao hơn.

Molypden không có trong tự nhiên, nhưng là một phần của khoáng chất, phổ biến nhất là molybdenite (MoS)₂). Ngoài ra, nó được liên kết với các khoáng chất lưu huỳnh khác, từ đó cũng thu được đồng. 

Việc sử dụng nó đã được tăng lên trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, vì nó đã thay thế vonfram, vốn khan hiếm do khai thác lớn.

Chỉ số

• 1 Đặc điểm
• 2 Khám phá
• 3 cấu trúc
• 4 thuộc tính
• 5 Valencias
  • 5.1 Clorua mol
• 6 chức năng trong cơ thể
  • Enzym 6.1 xanthine
  • 6.2 Enzyme aldehydasease
  • 6.3 Enzyme oxit oxit
  • 6.4 Trong quá trình chuyển hóa sắt và là thành phần của răng
  • 6.5 Thiếu
• 7 Tầm quan trọng trong thực vật
• 8 Công dụng và ứng dụng
  • 8.1 Chất xúc tác
  • 8.2 Sắc tố
  • 8.3 molybdate
  • 8.4 Hợp kim với thép
  • 8,5 Công dụng khác
• 9 Tài liệu tham khảo

Tính năng

Molypden được đặc trưng bởi độ bền cao, khả năng chống ăn mòn, điểm nóng chảy cao, dễ uốn và chịu được nhiệt độ cao. Nó được coi là một kim loại chịu lửa vì nó có điểm nóng chảy vượt trội hơn bạch kim (1.772º C).

Nó cũng có một tập hợp các tính chất bổ sung: năng lượng liên kết của các nguyên tử của nó là cao, áp suất hơi thấp, hệ số giãn nở nhiệt thấp, độ dẫn nhiệt cao và điện trở thấp.

Tất cả những đặc tính và đặc điểm này đã cho phép molypden có nhiều ứng dụng và ứng dụng, nổi tiếng nhất là sự hình thành hợp kim với thép.

Mặt khác, nó là một yếu tố vi lượng thiết yếu cho cuộc sống. Trong vi khuẩn và thực vật molypden là một đồng yếu tố có mặt trong nhiều enzyme liên quan đến quá trình cố định và sử dụng nitơ.

Molypden là một đồng yếu tố cho hoạt động của các enzyme oxotransferase, giúp chuyển các nguyên tử oxy từ nước, đồng thời chuyển hai electron. Trong số các enzyme này là xanthine oxyase của các loài linh trưởng, có chức năng oxy hóa xanthine thành axit uric.

Nó có thể được lấy từ các loại thực phẩm khác nhau, bao gồm các loại sau: súp lơ, rau bina, tỏi, ngũ cốc, kiều mạch, mầm lúa mì, đậu lăng, hạt hướng dương và sữa.

Khám phá

Molypden không bị cô lập trong tự nhiên, do đó, trong nhiều phức hợp của nó đã bị nhầm lẫn trong thời cổ đại với chì hoặc carbon.

Năm 1778, Carl Wilhelm, nhà hóa học và dược sĩ người Thụy Điển, đã tìm cách xác định molypden là một nguyên tố riêng biệt. Wilhelm đã xử lý molybdenite (MoS)₂) với axit nitric, thu được hợp chất có tính axit trong đó xác định molypden.

Sau đó, vào năm 1782, Peter Jacob Hjelm, sử dụng hợp chất axit của Wilhelm, bằng cách khử carbon, đã tìm cách cô lập một molypden không tinh khiết.

Cấu trúc

Cấu trúc tinh thể của molypden là gì? Các nguyên tử kim loại của nó thông qua hệ tinh thể hình khối tập trung trong cơ thể (bcc, viết tắt từ tiếng Anh) ở áp suất khí quyển. Ở áp suất cao hơn, các nguyên tử molypden được nén chặt để tạo ra các cấu trúc dày đặc hơn, chẳng hạn như khối lập phương tập trung trên các mặt (fcc) và hình lục giác (hcp).

Liên kết kim loại của nó rất mạnh và trùng khớp với thực tế rằng nó là một trong những chất rắn có điểm nóng chảy cao nhất (2623ºC). Sức mạnh cấu trúc này là do molypden rất giàu electron, cấu trúc tinh thể của nó dày đặc đáng kể và nó nặng hơn crôm. Ba yếu tố này cho phép bạn tăng cường các hợp kim mà bạn tham gia.

Mặt khác, quan trọng hơn cấu trúc của molypden kim loại, là các hợp chất của nó. Molypden được đặc trưng bởi khả năng tạo thành các hợp chất hạt nhân (Mo-Mo) hoặc đa nhân (Mo-Mo-Mo- ···).

Tương tự như vậy, nó có thể phối hợp với các phân tử khác để tạo thành các hợp chất với công thức MoX₄ lên MoX₈. Trong các hợp chất này là phổ biến sự hiện diện của cầu oxy (Mo-O-Mo) hoặc lưu huỳnh (Mo-S-Mo).

Thuộc tính

Ngoại hình

Bạc trắng.

Điểm nóng chảy

2.623 CC (2.896 K).

Điểm sôi

4.639 ºC (4.912 K).

Entanpi của phản ứng tổng hợp

32 kJ / mol.

Entanpi hóa hơi

598 kJ / mol.

Áp suất hơi

3,47 Pa đến 3.000 K.

Độ cứng trên thang Mohs

5,5

Độ hòa tan trong nước

Các hợp chất molypden ít tan trong nước. Tuy nhiên, ion molybdate MoO₄^-2 Nó hòa tan.

Ăn mòn

Nó có khả năng chống ăn mòn và là kim loại chống lại tác động tốt nhất của axit hydrochloric.

Oxy hóa

Nó không oxy hóa ở nhiệt độ phòng. Để oxy hóa nhanh chóng đòi hỏi nhiệt độ cao hơn 600ºC.

Valencias

Cấu hình điện tử của molypden là [Kr] 4d⁵5 giây¹, vì vậy nó có sáu electron hóa trị. Tùy thuộc vào nguyên tử nào được liên kết, kim loại có thể mất tất cả các electron và có hóa trị +6 (VI). Ví dụ: nếu bạn hình thành liên kết với nguyên tử flo điện (MoF)₆).

Tuy nhiên, nó có thể mất 1 đến 5 electron. Do đó, các giá trị của nó trải dài trong khoảng từ +1 (I) đến +5 (V). Khi nó chỉ mất một electron, nó rời khỏi quỹ đạo 5s và cấu hình của nó vẫn là [Kr] 4d⁵. Năm electron của quỹ đạo 4d đòi hỏi môi trường rất axit và các loài rất giống electron để rời khỏi nguyên tử Mo..

Trong sáu giá trị của nó, đó là phổ biến nhất? +4 (IV) và +6 (VI). Mo (IV) có cấu hình [Kr] 4d², trong khi Mo (VI), [Kr].

Cho Mo⁴⁺ không rõ tại sao nó ổn định hơn, ví dụ, Mo³⁺ (như với Cr³⁺). Nhưng đối với Mo⁶⁺ có thể mất sáu điện tử này vì nó trở thành đẳng điện đối với khí krypton quý phái.

Clorua molypden

Dưới đây là một loạt các clorua molypden với các hóa trị hoặc trạng thái oxy hóa khác nhau, từ (II) đến (VI):

-Molybdenum dichloride (MoCl₂). Màu vàng đặc.

-Molypden trichloride (MoCl₃). Màu đỏ đậm.

-Molybdenum Tetrachloride (MoCl₄). Đen đặc.

-Molybdenum pentachloride (MoCl₅). Màu xanh đậm.

-Molybdenum hexachloride (MoCl₆). Màu nâu đặc.

Chức năng trong cơ thể

Molypden là một nguyên tố vi lượng thiết yếu cho sự sống, vì nó hiện diện như một đồng yếu tố trong nhiều enzyme. Oxotransferase sử dụng molypden làm đồng yếu tố để thực hiện chức năng chuyển oxy từ nước bằng một cặp electron.

Trong số các oxotransferase là:

• Xanthine oxyase.
• Các aldehydase, oxy hóa các aldehyd.
• Amin và sulfide trong gan.
• Sulfite oxyase, oxy hóa sulfite trong gan.
• Nitrat khử.
• Chất khử nitrite có trong thực vật.

Enzym Xanthine

Enzym xanthine oxyase xúc tác bước cuối cùng trong quá trình dị hóa purin ở động vật linh trưởng: chuyển xanthine thành axit uric, một hợp chất sau đó được bài tiết.

Xanthine oxyase có coenzyme thành FAD. Ngoài ra, sắt không phải heme và molypden can thiệp vào hành động xúc tác. Hoạt động của enzyme có thể được mô tả với phương trình hóa học sau:

Xanthine + H₂O + O₂  => Axit uric + H₂Ôi₂

Molypden can thiệp như là đồng yếu tố molibdopterin (Mo-co). Xanthine oxyase được tìm thấy chủ yếu ở gan và ruột non, nhưng việc sử dụng các kỹ thuật miễn dịch đã cho phép vị trí của nó trong các tuyến vú, cơ xương và thận.

Enzym xanthine oxyase bị ức chế bởi thuốc Alopurinol, được sử dụng trong điều trị bệnh gút. Năm 2008, việc thương mại hóa thuốc Febuxostat bắt đầu với hiệu quả tốt hơn trong điều trị bệnh.

Enzyme aldehydase

Enzyme aldehydasease nằm trong tế bào chất của tế bào, được tìm thấy cả trong vương quốc thực vật và trong vương quốc động vật. Enzym xúc tác quá trình oxy hóa của aldehyd trong axit cacboxylic.

Nó cũng xúc tác quá trình oxy hóa của cytochrom P₄₅₀ và các sản phẩm trung gian của enzyme monoamin oxydase (MAO).

Do tính đặc hiệu rộng rãi của nó, enzyme aldehydasease có thể oxy hóa nhiều loại thuốc, thực hiện chức năng của nó chủ yếu ở gan. Hoạt động của enzyme trên aldehyd có thể được sơ đồ hóa theo cách sau:

Aldehyd + H₂O + O₂ => Axit cacboxylic + H₂Ôi₂

Enzyme oxit

Enzyme sulfite oxyase có liên quan đến việc chuyển đổi sulphite thành sulfate. Đây là bước cuối cùng của sự xuống cấp của các hợp chất chứa lưu huỳnh. Phản ứng được xúc tác bởi enzyme xảy ra theo sơ đồ sau:

VẬY₃^-2 + H₂O + 2 (Cytochrom C) bị oxy hóa => SO₄^-2 + 2 (Cytochrom C) giảm + 2 H⁺

Sự thiếu hụt enzyme do đột biến gen ở người có thể dẫn đến tử vong sớm.

Sulfite là một hợp chất gây độc thần kinh, do đó hoạt động thấp của enzyme sulfite oxyase có thể gây ra bệnh tâm thần, chậm phát triển trí tuệ, suy thoái tinh thần và cuối cùng là tử vong.

Trong quá trình chuyển hóa sắt và là thành phần của răng

Molypden can thiệp vào quá trình chuyển hóa sắt, tạo điều kiện cho sự hấp thụ của ruột và sự hình thành hồng cầu. Ngoài ra, nó là một phần của men răng, và cùng với fluoride giúp ngăn ngừa sâu răng.

Thiếu

Sự thiếu hụt lượng molypden có liên quan đến sự gia tăng tỷ lệ mắc ung thư thực quản ở các khu vực của Trung Quốc và Iran, so với các khu vực của Hoa Kỳ có nồng độ molypden cao.

Tầm quan trọng trong thực vật

Nitrate reductase là một enzyme đóng vai trò quan trọng đối với thực vật, vì cùng với enzyme nitrite reductase, nó can thiệp vào quá trình chuyển hóa nitrat thành amoni.

Hai enzyme cần cho chức năng của nó là đồng yếu tố (Mo-co). Phản ứng được xúc tác bởi enzyme nitrate reductase có thể được sơ đồ hóa như sau:

Nitrat + Giver điện tử + H₂O => Nitrite + Nhà tài trợ điện tử oxy hóa

Quá trình oxy hóa - khử nitrat xảy ra trong tế bào chất của tế bào thực vật. Nitrite, sản phẩm của phản ứng trước đó, được chuyển sang plastid. Enzym khử nitrite hoạt động trên nitrit, tạo ra amoni.

Amoni được sử dụng để tổng hợp axit amin. Ngoài ra, thực vật sử dụng molypden trong việc chuyển đổi phốt pho vô cơ thành phốt pho hữu cơ.

Photpho hữu cơ tồn tại trong nhiều phân tử chức năng sinh học, chẳng hạn như: ATP, glucose-6-phosphate, axit nucleic, forheadsipids, v.v..

Sự thiếu hụt molypden ảnh hưởng chủ yếu đến nhóm cây họ cải, các loại rau, trạng nguyên và các nguyên sinh.

Trong súp lơ, sự thiếu hụt molypden tạo ra sự hạn chế về chiều rộng của chi lá, làm giảm sự phát triển của cây và sự hình thành của hoa.

Công dụng và ứng dụng

Xúc tác

-Nó là chất xúc tác cho quá trình khử lưu huỳnh dầu mỏ, hóa dầu và chất lỏng có nguồn gốc từ than. Phức chất xúc tác bao gồm MoS₂ cố định trên alumina, và được kích hoạt bởi coban và niken.

-Molybdate tạo thành một phức chất với bismuth cho quá trình oxy hóa chọn lọc propene, amoni và không khí. Do đó, chúng tạo thành acrylonitril, acetonitril và các hóa chất khác, là nguyên liệu thô cho ngành nhựa và sợi.

Tương tự, sắt molybdate xúc tác quá trình oxy hóa chọn lọc của metanol thành formaldehyd.

Sắc tố

-Molypden can thiệp vào sự hình thành các sắc tố. Ví dụ, cam molypden được hình thành do sự kết tủa của cromat chì, molybdate chì và sunfat chì.

Đây là sắc tố nhẹ và ổn định ở các nhiệt độ khác nhau, xuất hiện màu đỏ tươi, cam hoặc đỏ-vàng. Nó được sử dụng trong điều chế sơn và nhựa, cũng như trong các sản phẩm cao su và gốm.

Phân tử

-Molybdate là một chất ức chế ăn mòn. Natri molybdate đã được sử dụng thay thế cromat để ức chế sự ăn mòn của thép cứng ở phạm vi pH rộng.

-Nó được sử dụng trong máy làm mát nước, điều hòa không khí và hệ thống sưởi ấm. Molybdates cũng được sử dụng để ức chế ăn mòn trong các hệ thống thủy lực và kỹ thuật ô tô. Ngoài ra, các sắc tố ức chế ăn mòn được sử dụng trong sơn.

-Molybdate, do tính chất của điểm nóng chảy cao, hệ số giãn nở nhiệt thấp và độ dẫn nhiệt cao, được dự định để sản xuất băng và sợi được sử dụng bởi ngành công nghiệp chiếu sáng.

-Nó được sử dụng trong bo mạch chủ bán dẫn; trong điện tử công suất; các điện cực cho phản ứng tổng hợp của kính; máy ảnh cho lò nhiệt độ cao và catốt để phủ pin mặt trời và màn hình phẳng.

-Và ngoài ra, molybdate được sử dụng trong sản xuất nồi nấu kim loại cho tất cả các quy trình thông thường trong lĩnh vực chế biến saphia.

Hợp kim với thép

-Molypden được sử dụng trong các hợp kim với thép chịu được nhiệt độ và áp suất cao. Những hợp kim này được sử dụng trong ngành xây dựng và sản xuất các bộ phận cho máy bay và ô tô.

-Molybdate, ngay cả ở nồng độ thấp tới 2%, tạo cho hợp kim của nó với thép có khả năng chống ăn mòn cao.

Công dụng khác

-Molybdate được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ; trong sản xuất màn hình LCD; trong xử lý nước và thậm chí trong ứng dụng của tia laser.

-Molybdate disulfide tự nó là một chất bôi trơn tốt và cung cấp các đặc tính dung nạp cho áp lực cực lớn trong tương tác của chất bôi trơn với kim loại.

Chất bôi trơn tạo thành một lớp tinh thể trên bề mặt kim loại. Nhờ vậy, ma sát kim loại-kim loại giảm đến mức tối thiểu, ngay cả ở nhiệt độ cao.

Tài liệu tham khảo

1. Wikipedia. (2018). Molypden. Lấy từ: en.wikipedia.org
2. R. Tàu. (2016). Molypden. Lấy từ: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
3. Hiệp hội Molypden quốc tế (IMOA). (2018). Molypden. Lấy từ: imoa.info
4. F Jona và P M Marcus. (2005). Cấu trúc tinh thể và tính ổn định của molypden ở áp suất cực cao. J. Vật lý: Ngưng tụ. Vật chất 17 1049.
5. Máy bay (s.f.). Molypden. Lấy từ: plansee.com
6. Lenntech (2018). Molypden - Mo. Lấy từ: lenntech.com
7. Curiosoando.com (ngày 18 tháng 10 năm 2016). Các triệu chứng thiếu molypden là gì? Phục hồi từ: curiosoando.com
8. Ed Bloodnick. (Ngày 21 tháng 3 năm 2018). Vai trò của molypden trong việc trồng cây. Lấy từ: pthorticARM.com