MOLIBDEN: YAPI, ÖZELLIKLER, DEĞERLER, FONKSIYONLAR - KIMYA - 2025

Molibden (Mo), 6 grubu, periyodik sistemin dönemi 5'e ait olan bir geçiş metalidir. Elektronik konfigürasyona (Kr) 4d ⁵ 5s ¹ ; atom numarası 42 ve ortalama atom kütlesi 95.94 g / mol. 7 kararlı izotopu vardır: ⁹² Mo, ⁹⁴ Mo, ⁹⁵ Mo, ⁹⁶ Mo, ⁹⁷ Mo, ⁹⁸ Mo ve ¹⁰⁰ Mo; izotop ⁹⁸ Mo, daha büyük oranda olan.

Gümüş görünümlü beyaz bir metaldir ve kroma benzer kimyasal özelliklere sahiptir. Aslında, her ikisi de aynı grubun metal elementleridir, krom molibden üzerinde bulunur; yani molibden daha ağırdır ve daha yüksek bir enerji seviyesine sahiptir.

Kaynak: Kimyasal Elementlerin Yüksek Çözünürlüklü Görüntüleri (http://images-of-elements.com/molybdenum.php), Wikimedia Commons aracılığıyla

Molibden, doğada serbest olarak bulunmaz, ancak minerallerin bir parçası olarak, en bol molibdenittir (MoS ₂ ). Ek olarak, bakırın da elde edildiği diğer kükürtlü minerallerle ilişkilidir.

Birinci Dünya Savaşı sırasında, kitlesel sömürü nedeniyle az bulunan tungstenin yerini aldığı için kullanımı artmıştır.

karakteristikleri

Molibden, mükemmel dayanıklılığı, korozyona karşı direnci, yüksek erime noktası, dövülebilir olması ve yüksek sıcaklıklara dayanması ile karakterizedir. Refrakter bir metal olarak kabul edilir çünkü platinden daha yüksek bir erime noktasına sahiptir (1,772º C).

Aynı zamanda bir dizi ek özelliğe sahiptir: atomlarının bağlanma enerjisi yüksek, düşük buhar basıncı, düşük ısıl genleşme katsayısı, yüksek düzeyde ısıl iletkenlik ve düşük elektrik direnci.

Tüm bu özellikler ve özellikler, molibdenin çok sayıda kullanım ve uygulamaya sahip olmasına izin vermiştir, bunlardan en önemlisi çelik ile alaşımların oluşumudur.

Öte yandan, yaşam için gerekli bir iz elementtir. Bakterilerde ve bitkilerde molibden, nitrojenin fiksasyonu ve kullanımında yer alan çok sayıda enzimde bulunan bir kofaktördür.

Molibden, iki elektron transfer ederken sudan oksijen atomlarını transfer eden oksotransferaz enzimlerinin aktivitesi için bir kofaktördür. Bu enzimler, işlevi ksantini ürik aside oksitlemek olan primat ksantin oksidazı içerir.

Aşağıdakiler dahil çeşitli yiyeceklerden elde edilebilir: karnabahar, ıspanak, sarımsak, tam tahıllar, karabuğday, buğday tohumu, mercimek, ayçiçeği tohumu ve süt.

keşif

Molibden doğada izole değildir, bu nedenle komplekslerinin çoğunda eski zamanlarda kurşun veya karbon ile karıştırılırdı.

1778'de İsveçli bir kimyager ve eczacı olan Carl Wilhelm, molibden'i ayrı bir unsur olarak tanımlamayı başardı. Wilhelm molibdeniti (MoS ₂ ) nitrik asitle işlemden geçirerek molibden tanımladığı asit doğasında bir bileşik elde etti.

Daha sonra, 1782'de Peter Jacob Hjelm, Wilhelm'in asit bileşiğini karbonla indirgeyerek kullanarak, saf olmayan bir molibden izole etmeyi başardı.

yapı

Molibdenin kristal yapısı nedir? Metal atomları, atmosferik basınçta vücut merkezli kübik kristal sistemini (bcc) benimser. Daha yüksek basınçlarda, molibden atomları, yüz merkezli kübik (fcc) ve altıgen (hcp) gibi daha yoğun yapılar oluşturmak için sıkıştırılır.

Metalik bağı güçlüdür ve en yüksek erime noktasına (2623ºC) sahip katı maddelerden biri olduğu gerçeğiyle örtüşür. Bu yapısal güç, molibdenin elektron bakımından zengin olmasından, kristal yapısının oldukça yoğun olmasından ve kromdan daha ağır olmasından kaynaklanmaktadır. Bu üç faktör, parçası olduğu alaşımları güçlendirmesine izin verir.

Öte yandan, metalik molibden yapısından daha önemli olan bileşikleridir. Molibden, dinükleer (Mo-Mo) veya polinükleer (Mo-Mo-Mo- ···) bileşikler oluşturma yeteneği ile karakterize edilir.

MoX ₄ ila MoX ₈ formüllerine sahip bileşikler oluşturmak için diğer moleküllerle de koordinasyon sağlayabilir . Bu bileşikler içinde, oksijen köprülerinin (Mo-O-Mo) veya sülfürün (Mo-S-Mo) varlığı yaygındır.

Özellikleri

Görünüm

Düz gümüşi beyaz.

Erime noktası

2.623 ° C (2.896 K).

Kaynama noktası

4.639 ° C (4.912 K).

Füzyon entalpisi

32 kJ / mol.

Buharlaşma entalpisi

598 kJ / mol.

Buhar basıncı

3.000 K'da 3.47 Pa

Mohs ölçeğinde sertlik

5.5

Su çözünürlüğü

Molibden bileşikleri suda az çözünür. Bununla birlikte, molibdat iyonu MoO ₄ ^-2 çözünürdür.

Aşınma

Korozyona dayanıklıdır ve hidroklorik asidin etkisine en iyi direnç gösteren metallerden biridir.

Oksidasyon

Oda sıcaklığında paslanma yapmaz. Çabuk paslanabilmesi için 600 ºC'den yüksek sıcaklıklar gerekir.

Valencias

Molibdenin elektron konfigürasyonu 4d ⁵ 5s ^1'dir , bu nedenle altı valans elektronuna sahiptir. Bağlandığı atoma bağlı olarak metal tüm elektronlarını kaybedebilir ve +6 (VI) değerine sahip olabilir. Örneğin, elektronegatif flor atomu (MoF ₆ ) ile bağlar oluşturuyorsa .

Ancak 1 ila 5 elektron kaybedebilir. Bu nedenle, değerleri +1 (I) ila +5 (V) aralığındadır. Sadece bir elektron kaybettiğinde, 5s yörüngesini terk eder ve konfigürasyonu 4d ⁵ olur . 4d yörüngesinin beş elektronu, Mo atomunu terk etmek için oldukça asidik ortam ve elektron benzeri türler gerektirir.

Altı değerinden en yaygın olanları hangileri? +4 (IV) ve +6 (VI). Mo (IV), 4d ² konfigürasyonuna sahipken, Mo (VI) ,.

Mo ⁴⁺ için, örneğin Mo ^{3+ 'den} (Cr ³⁺ durumunda olduğu gibi) neden daha kararlı olduğu açık değildir . Ancak Mo ^{6+ için} bu altı elektronu kaybetmek mümkündür çünkü soy gaz kriptonu izoelektronik hale gelir.

Molibden klorürler

Farklı değerlere veya oksidasyon durumlarına sahip bir dizi molibden klorür aşağıda (II) 'den (VI)' ya kadar listelenmiştir:

-Molybdenum diklorür (MoCl ₂ ). Sarı katı.

-Molybdenum triklorür (MoCl ₃ ). Koyu kırmızı katı.

-Molybdenum tetraklorür (MoCl ₄ ). Düz siyah.

-Molybdenum pentaklorür (MoCl ₅ ). Sabit koyu yeşil.

-Molibdenum heksaklorür (MoCl ₆ ). Düz kahverengi.

Vücuttaki fonksiyonlar

Molibden, çok sayıda enzimde kofaktör olarak bulunduğu için yaşam için gerekli bir eser elementtir. Oksotransferazlar, oksijeni sudan bir çift elektronla aktarma işlevlerini yerine getirmek için kofaktör olarak molibden kullanırlar.

Oksotransferazlar arasında şunlar vardır:

• Ksantin oksidaz.
• Aldehitleri oksitleyen aldehit oksidaz.
• Karaciğerdeki aminler ve sülfitler.
• Karaciğerdeki sülfiti oksitleyen sülfit oksidaz.
• Nitrat redüktaz.
• Bitkilerde bulunan nitrit redüktaz.

Ksantin enzimi

Ksantin oksidaz enzimi, primatlarda pürinlerin katabolizmasındaki son basamağı katalize eder: ksantinin ürik aside dönüştürülmesi, daha sonra atılan bir bileşik.

Ksantin oksidaz, koenzim olarak FAD'ye sahiptir. Ek olarak, hem olmayan demir ve molibden, katalitik etkiye dahil olur. Enzimin etkisi aşağıdaki kimyasal denklemle açıklanabilir:

Ksantin + H ₂ O + O ₂ => Ürik Asit + H ₂ O ₂

Molibden, kofaktör molibdopterin (Mo-co) görevi görür. Ksantin oksidaz esas olarak karaciğerde ve ince bağırsakta bulunur, ancak immünolojik tekniklerin kullanılması, bunun meme bezlerinde, iskelet kasında ve böbrekte bulunmasına izin vermiştir.

Ksantin oksidaz enzimi, gut tedavisinde kullanılan Allopurinol ilacı tarafından inhibe edilir. 2008 yılında, Febuxostat ilacının ticarileştirilmesi, hastalığın tedavisinde daha iyi bir performansla başladı.

Aldehit oksidaz enzimi

Aldehit oksidaz enzimi, hem sebze aleminde hem de hayvanlar aleminde bulunan hücre sitoplazmasında bulunur. Enzim, aldehitin karboksilik aside oksidasyonunu katalize eder.

Sitokrom P ₄₅₀ ve enzim monoamin oksidazın (MAO) ara maddeleri de oksidasyonu katalize eder .

Geniş özgüllüğü nedeniyle, aldehit oksidaz enzimi, işlevini esas olarak karaciğerde yerine getiren birçok ilacı oksitleyebilir. Enzimin aldehit üzerindeki etkisi şu şekilde özetlenebilir:

Aldehit + H ₂ O + O ₂ => Karboksilik Asit + H ₂ O ₂

Sülfit oksidaz enzimi

Sülfit oksidaz enzimi, sülfitin sülfata dönüşümünde rol oynar. Bu, sülfür içeren bileşiklerin bozunmasındaki son adımdır. Enzim tarafından katalize edilen reaksiyon aşağıdaki şemaya göre gerçekleşir:

SO ₃ ^-2 + H ₂ O + 2 (Sitokrom C) oksitlenmiş => SO ₄ ^-2 + 2 (Sitokrom C) indirgenmiş + 2 H ⁺

İnsandaki genetik mutasyona bağlı enzim eksikliği erken ölüme neden olabilir.

Sülfit, nörotoksik bir bileşiktir, bu nedenle sülfit oksidaz enziminin düşük aktivitesi, akıl hastalığına, zihinsel geriliğe, zihinsel bozulmaya ve nihayetinde ölüme neden olabilir.

Demir metabolizmasında ve dişlerin bir bileşeni olarak

Molibden, demir metabolizmasında rol oynar, bağırsaktan emilimini ve eritrosit oluşumunu kolaylaştırır. Ayrıca diş minesinin bir parçasıdır ve florür ile birlikte çürüklerin önlenmesine yardımcı olur.

Eksiklik

Molibden alımındaki bir eksiklik, Amerika Birleşik Devletleri'nin yüksek molibden seviyelerine sahip bölgelerine kıyasla, Çin ve İran bölgelerinde daha yüksek özofagus kanseri insidansı ile ilişkilendirilmiştir.

Bitkilerde Önemi

Nitrat redüktaz, nitrit redüktaz enzimi ile birlikte nitratın amonyuma dönüşümüne müdahale ettiği için bitkilerde hayati bir işlevi yerine getiren bir enzimdir.

İki enzimin çalışması için kofaktör (Mo-co) gerekir. Enzim nitrat redüktaz tarafından katalize edilen reaksiyon şu şekilde özetlenebilir:

Nitrat + Elektron Donörü + H ₂ O => Nitrit + Okside Elektron Donörü

Nitrat oksidasyon-indirgeme süreci, bitki hücrelerinin sitoplazmasında meydana gelir. Önceki reaksiyonun ürünü olan nitrit plastide aktarılır. Enzim nitrit redüktaz, nitrite etki ederek amonyağa neden olur.

Amonyum, amino asitleri sentezlemek için kullanılır. Ayrıca bitkiler inorganik fosforun organik fosfora dönüştürülmesinde molibden kullanırlar.

Organik fosfor, ATP, glikoz-6-fosfat, nükleik asitler, pholipidler, vb. Gibi çok sayıda biyolojik işlev molekülünde bulunur.

Molibden eksikliği esas olarak turpgiller, baklagiller, atatürk çiçeği ve çuha çiçeği grubunu etkiler.

Karnabaharda molibden eksikliği, yaprak bıçağının genişliğinde bir kısıtlamaya, bitki büyümesinde ve çiçek oluşumunda bir azalmaya neden olur.

Kullanımlar ve uygulamalar

katalizatör

-Kömürden elde edilen petrol, petrokimya ve sıvıların kükürtten arındırılması için bir katalizördür. Katalizör kompleksi, alümina üzerine sabitlenmiş ve kobalt ve nikel ile aktive edilmiş MoS ₂ içerir .

-Molibdat, propen, amonyak ve havanın seçici oksidasyonu için bizmut ile bir kompleks oluşturur. Böylece plastik ve elyaf endüstrileri için hammadde olan akrilonitril, asetonitril ve diğer kimyasalları oluştururlar.

Benzer şekilde, demir molibdat, metanolün formaldehite seçici oksidasyonunu katalize eder.

Pigmentler

-Molybdenum, pigment oluşumunda rol oynar. Örneğin, molibden portakal rengi kurşun kromat, kurşun molibdat ve kurşun sülfatın birlikte çökeltilmesiyle oluşur.

Bu, çeşitli sıcaklıklarda stabil olan, parlak kırmızı, turuncu veya kırmızı-sarı renklerde görünen hafif bir pigmenttir. Boya ve plastiklerin hazırlanmasında, ayrıca kauçuk ve seramik ürünlerde kullanılır.

molibdat

-Molibdat bir korozyon önleyicidir. Sodyum molibdat, geniş bir pH aralığında tavlanmış çeliklerin korozyonunu önlemek için kromatın yerine kullanılmıştır.

-Su soğutucuları, klimalar ve ısıtma sistemlerinde kullanılır. Molibdatlar ayrıca hidrolik sistemlerde ve otomotiv mühendisliğinde korozyonu önlemek için kullanılır. Ayrıca boyalarda korozyonu engelleyen pigmentler kullanılmaktadır.

-Molibdat, yüksek erime noktası, düşük ısıl genleşme katsayısı ve yüksek ısıl iletkenlik özellikleri nedeniyle aydınlatma endüstrisinin kullandığı bant ve iplerin üretiminde kullanılmaktadır.

-Yarı iletkenler için anakartlarda kullanılır; güç elektroniğinde; cam eritme için elektrotlar; yüksek sıcaklık fırınları için odalar ve güneş pilleri ve düz ekranları kaplamak için katotlar.

- Ayrıca molibdat, safir işleme alanındaki tüm olağan işlemler için potaların üretiminde kullanılır.

Çelik alaşımlar

-Molybden, yüksek sıcaklık ve basınca dayanıklı çelik alaşımlarında kullanılır. Bu alaşımlar inşaat sektöründe ve uçak ve otomobil parçalarının imalatında kullanılmaktadır.

-Molibdat,% 2 gibi düşük konsantrasyonlarda bile, çelik alaşımına korozyona karşı yüksek direnç kazandırır.

Diğer kullanımlar

-Molibdat havacılık endüstrisinde kullanılır; LCD ekranların imalatında; su arıtımında ve hatta lazer ışını uygulamasında.

-Molibdat disülfür kendi başına iyi bir yağlayıcıdır ve yağlayıcıların metallerle etkileşiminde aşırı basınç tolerans özellikleri sağlar.

Yağlayıcılar, metallerin yüzeyinde kristal bir tabaka oluşturur. Bu sayede yüksek sıcaklıklarda bile metal-metal sürtünmesi minimuma indirilir.

Referanslar

1. Vikipedi. (2018). Molibden. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
2. R. Ship. (2016). Molibden. Kurtarıldı: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
3. Uluslararası Molibden Derneği (IMOA). (2018). Molibden. Alınan: imoa.info
4. F Jona ve Başbakan Marcus. (2005). Molibdenin ultra yüksek basınçlarda kristal yapısı ve kararlılığı. J. Phys .: Condens. Madde 17 1049.
5. Plansee. (Sf). Molibden. Plansee.com'dan kurtarıldı
6. Lenntech. (2018). Molibden - Mo.Kurtarıldı: lenntech.com
7. Curiosoando.com (18 Ekim 2016). Molibden eksikliğinin belirtileri nelerdir? Kurtarıldı: curiosoando.com
8. Ed Bloodnick. (21 Mart 2018). Bitki yetiştiriciliğinde molibdenin rolü. Kurtarıldı: pthorticulture.com