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molybda n

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Molybdän

Molybdän ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Mo und der Ordnungszahl 42.

Eigenschaften
Niob - Molybdän - Technetium
Cr
Mo
W  
 
 

Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Molybdän, Mo, 42
Serie Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block 6 (VIB), 5, d
Dichte, Mohshärte 10280 kg/m3, 5,5
Aussehen grau metallisch
Atomar
Atomgewicht 95,94 amu
Atomradius 145 pm
Kovalenter Radius 145 pm
van der Waals-Radius k. A. pm
Elektronenkonfiguration [Kr]4d4d55s1
e- 's pro Energieniveau 2, 8, 18, 13, 1
Oxidationszustände (Oxid) 2, 3, 4, 5, 6 (stark sauer)
Kristallstruktur kubisch raumzentriert
Physikalisch
Aggregatzustand (Magnetismus) fest (__)
Schmelzpunkt 2896 K (2623 °C)
Siedepunkt 4912 K (4639 °C)
Molares Volumen 9,38 · 10-3 m3/mol
Verdampfungswärme 598 kJ/mol
Schmelzwärme 32 kJ/mol
Dampfdruck 3,47 Pa bei 3000 K
Schallgeschwindigkeit __ m/s bei __ K
Verschiedenes
Elektronegativität 2,16 (Pauling-Skala)
Spezifische Wärmekapazität 250 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 18,7 · 106/m Ohm
Wärmeleitfähigkeit 138 W/(m · K)
1. Ionisierungsenergie 684,3 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1560 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2618 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 4480 kJ/mol
Stabilste Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
93Mo {syn.} 4000 y ? 0,405 93Nb
99Mo {syn.} 65,94 h ? 1,357 99Tc
100Mo {syn.} 1 · 1019 y ? 3,034 100Ru
92Mo 14,84 % Mo ist stabil mit 50 Neutronen
94Mo 9,25 % Mo ist stabil mit 52 Neutronen
95Mo 15,92 % Mo ist stabil mit 53 Neutronen
96Mo 16,68 % Mo ist stabil mit 54 Neutronen
97Mo 9,55 % Mo ist stabil mit 55 Neutronen
98Mo 24,13 % Mo ist stabil mit 56 Neutronen
NMR-Eigenschaften
95Mo 97Mo
Kernspin 5/2 -5/2
gamma / rad/T 1,743 · 107 1,78 · 107
Empfindlichkeit 0,00323 0,00343
Larmorfrequenz bei B = "4",7 T 13 MHz 13,3 MHz
SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt,
sofern nicht anders angegeben.

Bemerkenswerte Eigenschaften

Molybdän ist ein Übergangsmetall der 5. Periode. Das hochfeste, zähe und harte Metall besitzt einen silbrig weissen Glanz. Von allen Elementen der 5. Periode besitzt es den höchsten Schmelzpunkt. Von reduzierenden Säuren (auch Flußsäure) wird es ebenso wie der größere Bruder Wolfram nicht angegriffen. Deshalb wird Molybdän in großen Mengen zur Herstellung von säurebeständigen Edelstählen und Nickelwerkstoffen eingesetzt. Oxidierende Säuren wie heiße konzentrierte Schwefelsäure, Salpetersäure oder Königswasser führen zu hohen Abtragsraten. Ebenso unbeständig ist Molybdän in oxidierenden Akalischmelzen.

In kleinen Zusätzen dient es zur Härtung von Stahl.

Molybdän ist ein sehr wichtiges Spurenelement, vor allem für Leguminosen. Es wurde in mehreren Enzymen einschließlich xanthine oxidase=? gefunden. (Stickstofffixierung?)

Anwendungen

Mehr als 2/3 des hergestellten Molybdäns wird zur Erzeugung von Metalllegierungen verbraucht. Wolframverknappung im ersten Weltkrieg führte zu vermehrtem Einsatz von Molybdän zur Herstellung von hochfesten Werkstoffen. Bis heute ist Molybdän ein Legierungselement zur Steigerung von Festigkeit, Korrosions- und Hitzebeständigkeit. Molybdänhaltige Hochleistungswerkstoffe wie Hastelloy®, Incoloy® oder Nicrofer® haben viele technische Verfahren erst möglich oder ökonomisch sinnvoll gemacht.

Molybdän wird zur Herstellung von Flugzeug- und Raketenteilen (Hitzeschild) verwandt. In der Ölverarbeitung wird es als Katalysator zur Schwefelentfernung eingesetzt.

Molydändisulfid ist aufgrund seiner Schichtstruktur ein ideales Schmiermittel, auch bei erhöhten Temperaturen. Es kann als Feststoff, wie Graphit, aber auch suspendiert in herkömmlichen Schmierölen verwandt werden. Auch in elektronischen Bauteilen ist Molybdän zu finden. In TFT's (Dünnschichttransistoren) dient es als leitende Metallschicht.

Molybdate werden zur Imprägnierung von Stoffen verwendet, um diese schwer entflammbar zu machen.

Geschichte

Molybdän, von griech. molybdos für Blei, das in Lagerstätten in der Regel als Molybdänglanz (Molybdändisulfid) vorkommt wurde lange Zeit mit Bleiglanz oder auch Graphit verwechselt. 1778 gelang es Carl Wilhelm Scheele aus Molybdänglanz durch Behandlung mit Salpetersäure das weiße Molybdäntrioxid MO3(Wasserbleierde) herzustellen. 1782 reduzierte P. J. Hjelm das Oxid mit Kohle zum elementaren Molybdän. Wegen seiner schwierigen Bearbeitbarkeit fand Molybdän lange Zeit keine Beachtung. Ende des 19. Jahrhunderts bemerkten Mitarbeiter der französischen Firma Schneider und Co bei der Herstellung von Panzerplatten die nützlichen Eigenschaften von Molybdän als Legierungselement.

Quellen

Molybdän kommt natürich meistens als Molybdänit (Molybdänglanz, MoS2) mit einer Konzentration von ca. 0,3 % vor. Daneben gibt es noch Wulfenit (Gelbbleierz, PbMo4) und Powellit (Ca,Mo,W)O4. Zur Verhüttung gelangt überwiegend das durch den Kupferbergbau anfallende Koppelprodukt Molybdänit.

Physiologie

Molybdän ist für Pflanzen essentiell. Durch Molybdänmangel kann ein Boden unfruchtbar sein. In Pflanzen und Tieren beträgt die Molybdänkonzentration einige ppm. Einige Pflanzen sind in der Lage mit molybdänhaltigen Enzymen Luftstickstoff zu binden (Leguminosen?).

Lebewesen nutzen Molybdän zur Purinzersetzung und Harnsäurebildung. Einige Tierarten weisen durch dietary? Molydängaben ein erhöhtes Wachstum auf.

Vorsichtsmaßnahmen

Molydänstaub und -verbindungen wie Molybdäntrioxid und wasserlösliche Molybdate weisen eine leichte Toxizität auf, wenn sie inhaliert oder oral eingenommen werden.

Tests lassen vermuten, das Molybdän im Gegensatz zu vielen anderen Schwermetallen relativ wenig toxisch wirkt. Akute Vergiftungen sind wegen der dazu notwendigen Mengen unwahrscheinlich. Im Bereich des Molybdänbergbaus und -herstellung könnten höhere Molybdänexpositionen vorkommen. Bisher sind aber keine Krankheitsfälle bekannt geworden.

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