Молібден за класифікацією в періодичній таблиці Менделєєва відноситься до IV групи елементів. Має атомарний номер 42 а маса його атома дорівнює 95,94. прийнято позначати символом "Мо".

Молібден – це рідкісноземельний метал. Його обсяг становить близько 0,00011% загальної маси землі. У чистому вигляді має сталевий сіруватий колір, диспергированном – сірувато-чорний.

Молібден, як метал, у природі не зустрічається. Він міститься в мінералах, яких на сьогоднішній день відомо близько двадцяти. Переважно це молібдати, які утворюються в кислотній магмі та гранітоїдах.

Сировина, з якої виготовляється металевий молібден – молібденові концентрати. У складі даного елемента міститься близько 50%. Також у них містяться: сірка ~ 30%, оксид кремнію (до 9%) та близько 20% інших домішок.

Попередньо концентрат випалюють з метою додаткового окиснення. Процес проводять у печах двох типів: багатоподового або киплячого шару. Температура випалу 570 ° С - 600 ° С. Внаслідок чого виходить недогарок — МоО 3 та домішки.

На наступному етапі видаляють домішки отримання чистого оксиду молібдену. Застосовуються два способи:

1. сублімація при температурі 950 °С - 1100 °С.
2. Хімічне вилуговування. Суть способу в тому, що при взаємодії з аміачною водою усуваються домішки міді та заліза і виходить карбід молібдену, який кристалізують випарюванням або нейтралізацією. Далі карбід нагрівають та витримують при температурі до 500°С. На виході – чистий оксид МоО3, у якому вміст домішок лише 0,05%.

Виробництво молібдену ґрунтується на відновленні МоО3. Процес проводять у два етапи:

1. У трубчастій печі за нормальної температури 550°С — 700°З потоці сухого водню відбувається відділення атомів кисню.
2. Далі температура піднімається до 900 ° С - 1000 ° С і відбувається остаточне відновлення. Отриманий метал у вигляді порошку.

Для отримання монолітного металу користуються плавленням або спіканням порошку. Плавку використовують, коли одержують заготівлі масою від 500 кг. Процес виробляють в дугових печах з тигелем, що охолоджується, в який подається витрачається електрод з раніше спечених штабиків.

Порошкове спікання - це пресування в атмосфері водню при високих значеннях тиску (2000-3000 атмосфер) та температури (1000 - 1200 ° С). Отримані штабики піддаються спіканню при високих температурах 2200°С - 2400°С. Надалі молібдену надається необхідна форма з допомогою обробки тиском – куванням, прокаткою, протяжкою.

Широко в промисловості використовується феромолібден, в якому до 60-70% молібдену, а решта — залізо. Його одержують шляхом введення в сталь молібденових присадок. Сплав отримують шляхом відновлення недогарка силікатом заліза з добавками сталевої стружки та залізистої руди.

Фізичні властивості

Використання молібдену залежить від його властивостей та характеристик. Властиві фізичні властивості молібдену наведені нижче:

• тип металу – високотемпературна плавка;
• молібденовий колір – свинцевий;
• щільність молібдену - 10,2 г/см 3 ;
• плавлення при температурі - 2615 ° С;
• закипання при температурі - 4700 ° С;
• провідність тепла - 143 Вт/(м·К);
• теплова ємність - 0,27 кдЖ/(кгК);
• енергія для плавлення - 28000 Дж/моль;
• енергія для випаровування - 590000 Дж/моль;
• лінійне розширення, коефіцієнт - 6 · 10 -6;
• електричний опір - 5,70 мкОм · см;
• розрахунковий обсяг - 9,4 см 3 /моль;
• зусилля зсуву - 122 · 10 · 6 Па;
• твердість - 125 НВ;
• магнітна проникність -90 · 10 -6.

Точенню цей метал піддається не часто, але обробка ведеться стандартизованим інструментом.

Хімічні властивості

Молібден, хімічні властивості якого наведені нижче, має такі характеристики:

• радіус валентності - 130 · 10 -12 м;
• іонний радіус - (+6e) 62 (+4e) 70 · 10 -12 м;
• електрична негативність - 2,15;
• потенціал електричний – 0;
• валентності при окисленні - 2-3-4-5-6
• валентність молібдену – 6;
• температура початку окиснення - 400 ° С;
• окислення до МоО3 при температурі - 600 ° С і вище;
• реакція з воднем – нейтральна;
• температура реакції із хлором – 250°С;
• температура реакції з фтором – кімнатна;
• температура реакції із сіркою – 440°С;
• температура реакції з азотом – 1500°С.

З киснем елемент утворює два основні оксиди:

• МоО 3 – кристалічна форма білого кольору
• МоО 2 – сріблястого кольору.

Молібден MoS 2

Властивості розчинності молібдену в хімічних розчинах: розчинний у лугах та кислотах при нагріванні. Це сприяє отриманню різних сполук або його очищення.

Обробка молібдену

Обробка молібдену утруднена через невисоку в'язкість при низьких температурах. Також він має малу пластичність, тому для його обробки застосовуються такі методи:

1. гаряче деформування:
   • кування;
   • прокатка;
   • протяжка;

1. термообробка;
2. механічна обробка.

Під час обробки невеликих заготовок використовуються обтискні машини. Великі заготовки прокочуються на малих станах або набувають форму на протяжних верстатах.

Якщо виникає необхідність механічної обробки різанням, механічна обробка молібдену ведеться інструментом, виготовленим з марок швидкорізальних сталей. Заточування кутів інструменту при токарній обробці має відповідати кутам заточування для обробки чавуну.

Термообробка молібдену характеризується високою прожарюваністю через його вміст у сталях. Проведене загартування підвищує твердість та зносостійкість відповідальних деталей.

Застосування

Близько 3⁄4 всього рідкоземельного металу, що виробляється, використовується як легуючий елемент при виробництві сталей. 1⁄4 частина, що залишилася, використовується в чистому вигляді і в хімічних сполуках. Застосування він знайшов у багатьох галузях промисловості.

1. Космічна область та авіабудування. Вироби з молібдену та його сплавів знайшли застосування для облицювання та виготовлення головок ракет та носів літаків, що літають на швидкостях вище за звукові. Використання як конструкційний матеріал – це обшивка, а тепловий екран – головна частина.
2. Металургія. Застосування молібдену в ливарному виробництві та металургії обумовлено високою прожарюваністю. Отже, підвищується міцність, корозійна стійкість, в'язкість. У його сплавах із кобальтом чи хромом помітно підвищується твердість. З легованих сталей із молібденовими добавками виготовляються відповідальні деталі. Його додають до жаро- і кислотостійких сплавів. Тому більшість інструментів, що виробляють гарячу обробку, виготовляються із сталей, легованих Мо.
3. Хімічна промисловість. З матеріалів з Мо, які мають кислотостійкість, виготовляють різні апарати для виробництва кислот або їх переробки. Нагрівачі печей, у яких водневе середовище також виготовляються з молібденових сплавів. Також цей метал можна знайти у складі деяких лаків, фарб, емалей і глазур, що термічно наносяться. Використовують метал та як каталізатор для хімічних реакцій.
4. Радіоелектроніка. Мо — незамінний матеріал для виготовлення електроосвітлювальних та електронно-вакуумних приладів, серед яких багатьом відомі радіолампи.
5. Медицина. У медицині елемент використовується для виготовлення рентгенівських апаратів.
6. Вироби зі скла. Через плавлення за високої температури Мо використовують при плавленні скла.

Марки молібдену та його сплавів

Сплави молібдену частіше застосовуються в промисловості, ніж чистий метал. Серед них виділяються:

• метал із чистотою 99,96%, який використовується для виробництва електронних пристроїв, маркується МЧ;
• метал, що отримується плавкою під вакуумом, маркується молібден МЧВП;
• для виробництва дроту, що використовується в джерелах світла, застосовується метал під маркою МРН, де його вміст дорівнює 99,92%;
• при введенні присадки, кремнієвий луг, молібден маркується МК;
• Мо вводиться цирконій (Zr) або титан (Ti) - марка ЦМ;
• при введенні ренію – МР;
• вольфрам із Мо – МВ.

Плюси та мінуси молібдену

Серед переваг слід зазначити такі:

• низька щільність, а звідси велика міцність;
• високий показник модуля пружності;
• термостійкість;
• жаростійкість;
• корозійна стійкість;
• практично не розширюється під час нагрівання.

• після зварювання шви мають крихкість;
• зниження температури зменшує пластичність;
• механічне зміцнення можливе до 8000 °С.

Завдяки властивостям застосування молібдену у промисловості широко поширене у Росії світі. Металургія, авіаційна промисловість, машинобудування, сільське господарство - це весь список, де застосовують цей стратегічний метал. Він настільки затребуваний, що ціна молібдену неухильно зростає з року в рік.

Характеристика матеріалу

Фізичні властивості. Молібден – рідкоземельний метал сірого кольору, зовні схожий на свинець. Температура плавлення 2619 °С.
Вирізняється підвищеною пластичністю. Модуль Юнга 336 гПа, що в 1,5 рази більше, ніж у сталі. Щільність складає 10,2 г см3. Найбільш жаростійким металом вважається вольфрам. Але щодо питомої жароміцності при температурах до 1400 ºС, молібден не має конкурентів. Молібден має низьке значення коефіцієнта лінійного розширення. При зміні температури на 1000 ºС його розмір збільшиться всього на 0,0049 мм.

Теплопровідність становить 300 Вт\м К. Електроопір 5,6 мкОМ см. Після попередньої механічної та термічної обробки міцність металу може становити 20-23 кг\мм2. Має парамагнітні властивості.

Серед недоліків відзначимо низьку пластичність при температурах нижче –30 ºС.

Хімічні властивості. Молібден повністю стійкий до впливу навколишнього середовища у нормальних атмосферних умовах. Процес окислення починається за 420 ºС, утворюючи з'єднання низької твердості оксид молібдену.

Молібден інертний до водню за температури до 2620 ºС. Нейтральний до таких елементів, як вуглець, фтор, кремній, азот, сірка. Молібден не входить у хімічні реакції з основними видами кислот: соляна, сірчана, азотна, фториста.

Технологічні властивості. В умовах кімнатної температури молібденове коло радіусом 5 мм може бути зав'язане у вузол без використання спеціального обладнання або бути розкоченим до товщини 0,1 мм. Така податливість металу сприяє отриманню різних видів профільного прокату.

Молібден добре обробляється методом різання за умови застосування мастильно-охолоджувальної рідини на основі сірки.

Молібден не вирізняється якістю зварних швів. Належить до 3 групи зварюваності. Процес зварювання здійснюється дуговим способом. Для надання зварним з'єднанням більшої пластичності зона контакту повинна знаходитись у середовищі захисних газів. Перевага тут надається гелію або аргону.

Біологічні властивості. Молібден міститься в людини в межах 8-10 мг. Перш за все він впливає на протікання анаболічних процесів. Посилює вплив вітаміну С, тим самим сприяє посиленню імунної системи. Молібден є регулятором міді, що запобігає її накопиченню в крові.

Молібденові сплави мають характерну особливість хімічного складу – низький відсоток вмісту легуючих елементів. Лише двокомпонентні тверді розчини мають значний відсоток вольфраму у своєму складі (до 50%).

Основними вітчизняними марками молібденового сплаву є:

• Молібденовий сплав ЦМ-2А. Легуючими добавками служать титан (0,07-03%) та цирконій (0,07-0,15%). Крім цих елементів може включати карбідні фази (до 0,004%). Межа міцності становить 30 кгмм2. Значно падає після проходження температурного порога 1200 С. Основні переваги сплаву - технологічність і пластичність, які дають можливість отримання з нього виробничих напівфабрикатів.
• Молібденовий сплав ВМ-1 не відрізняється від вищеописаного сплаву. Має аналогічні показники як хімічних, і механічних властивостей.
• Молібденовий ВМ-2 має у своєму складі більший відсоток цирконію, роблячи його жаростійкішим. Це дозволяє йому витримувати температури 1300-1400 С навколишнього середовища. Має межу міцності 48 кгмм2, в 1,6 рази вище ніж у ЦМ-2А.
• Додаткове легування молібденового сплаву ВМ-3 титаном (1,3%), цирконієм (0,6%), ніобієм (1,8%) призводить до подальшого збільшення жароміцності. Витримує навантаження до 27 кг мм2 при температурі до 1360 С. Однак ВМ-3 має знижений рівень пластичності. Це робить його менш технологічним та обмежує застосування у виробництві.

Варіанти застосування молібдену

Як жаро- і корозійностійкий матеріал використовується при виробництві найнавантаженіших частин механізмів та конструкцій різного роду промисловості. Серед його основного призначення слід зазначити:

• Застосування в авіаційній промисловості при виготовленні різноманітних вузлів турбогвинтових реактивних двигунів: повітрозабірники, лопатки турбін та інше.
• Ракетно-космічна галузь застосовує молібден під час виробництва окремих деталей літальних агрегатів: носові обтічники, тепловідбивачі, керма, стільникові панелі, обшивка тощо. Відбувається це через співвідношення жароміцності і щільності. Хоча молібден і поступається абсолютною жаростійкістю вольфраму, він випереджає його у питомій. Тому за температури нижче 1350 вигідніше застосовувати молібден, т.к. суттєво знижується маса конструкції.
• Застосування в металургії як легуюча добавка. Молібден подрібнює зернисту структуру сталі, тим самим зміцнюючи її. Крім цього, відбувається збільшення опір корозії, прожарювання та твердості. Додавання до сталі 0,3% молібдену підвищує її міцність у 3 рази.
• У електротехніці застосовують при виготовленні державок ниток вольфраму в лампах розжарювання. Таке використання пов'язане із володінням молібдену властивостями збереження лінійних розмірів за підвищених температур.
• У машинобудуванні молібден використовують як матеріал для обойм підшипників ковзання та куль підшипників кочення. Наконечників різального інструменту: зенкерів, свердлів, токарних різців, фрез.
• Молібденові електроди застосовують в електропечах для розплавлення скла, тому що метал не вступає в хімічні реакції з оксидом кремнію.
• Сульфіди молібдену є високотемпературним мастилом у відповідальних вузлах, що працюють на тертя.
• У теплотехніці використовують як матеріал для нагрівачів та теплоізоляції вакуумних печей.
• У медицині молібден є сировиною у виробництві технеція, яка є засобом діагностування злоякісних пухлин.
• У сільському господарстві молібден додається до добрив. Доведено, що молібден підвищує зростання рослин.

Його навіть додають у машинне масло, завдяки антикорозійним властивостям.

Молібден та його сплави відносяться до тугоплавких матеріалів. Для виготовлення обшивки головних частин ракет і літаків тугоплавкі метали та сплави на їх основі використовують у двох варіантах. В одному з варіантів ці метали є лише тепловими екранами, які відокремлені від основного конструкційного матеріалу теплоізоляцією. У другому випадку тугоплавкі метали та їх сплави є основним конструкційним матеріалом. Молібден займає друге місце після вольфраму та його сплавів за властивостями міцності. Однак, за питомою міцністю при температурах нижче 1350-1450 ° С Mo та його сплави займають перше місце. Таким чином, найбільше поширення для виготовлення обшивки та елементів каркасу ракет і надзвукових літаків отримують молібден і ніобій та їх сплави, що мають більшу питому міцність до 1370°С порівняно з танталом, вольфрамом і сплавами на їх основі.

З Mo виготовляють стільникові панелі космічних літальних апаратів, теплообмінники, оболонки ракет і капсул, що повертаються на землю, теплові екрани, обшивку кромок крил і стабілізатори в надзвукових літаках. У дуже важких умовах працюють деякі деталі прямоточних ракетних та турбореактивних двигунів (лопатки турбін, хвостові спідниці, заслінки форсунок, сопла ракетних двигунів, поверхні управління в ракетах із твердим паливом). При цьому від матеріалу вимагається не тільки високий опір окислення та газової ерозії, але й тривала висока міцність і опір удару. При температурах нижче 1370°З виготовлення даних деталей використовують молібден і його сплави.

Молібден - перспективний матеріал для обладнання, що працює в середовищі сірчаної, соляної та фосфорної кислот. У зв'язку з високою стійкістю даного металу в розплавленому склі його широко використовують у скляній промисловості, зокрема виготовлення електродів для плавки скла. В даний час з молібденових сплавів виготовляють прессформи та стрижні машин для лиття під тиском алюмінієвих, цинкових та мідних сплавів. Висока міцність і твердість таких матеріалів за підвищених температур зумовили їх застосування як інструмент при гарячій обробці сталей і сплавів тиском (оправлення прошивних станів, матриці, пресштемпелі).

Молібден значно покращує властивості сталей. Присадка Mo значно підвищує їх прожарювання. Невеликі добавки Mo (0,15-0,8 %) у конструкційні сталі настільки збільшують їхню міцність, в'язкість та корозійну стійкість, що вони використовуються при виготовленні найвідповідальніших деталей та виробів. Для підвищення твердості молібден вводять у сплави кобальту і хрому (стеліти), які застосовують для наплавлення кромок деталей зі звичайної сталі, що працюють на знос (стирання).

Ще однією сферою застосування є виробництво нагрівальних елементів електропечей, що працюють в атмосфері водню за температури до 1600°С. Також молібден широко використовується у радіоелектронній промисловості та рентгенотехніці для виготовлення різних деталей електронних ламп, рентгенівських трубок та інших вакуумних приладів.

Сполуки молібдену – сульфід, оксиди, молібдати – є каталізаторами хімічних реакцій, пігментами барвників, компонентами глазурів. Також цей метал як мікродобавка входить до складу добрив. Гексафторид молібдену застосовується при нанесенні металевого Mo на різні матеріали. МоSi 2 використовується як тверде високотемпературне мастило. Чистий монокристалічний Mo використовується для дзеркал для потужних газодинамічних лазерів. Телурид молібдену є дуже добрим термоелектричним матеріалом для виробництва термоелектрогенераторів (термо-е.д.с 780 мкВ/К). Трикіс молібдену (молібденовий ангідрид) широко застосовується як позитивний електрод у літієвих джерелах струму. Дисульфід MoS 2 і диселенид МоSе 2 молібдену використовують як мастило тертьових деталей, що працюють при температурах від -45 до +400°С. У лакофарбовій та легкій промисловості для виготовлення фарб та лаків та для фарбування тканин та хутра як пігменти застосовують ряд хімічних сполук Mo.

Молібден (латинське Molybdenum, позначається символом Mo) - елемент з атомним номером 42 та атомною вагою 95,94. Є елементом побічної підгрупи шостої групи п'ятого періоду періодичної системи хімічних елементів Дмитра Івановича Менделєєва. Разом із хромом та вольфрамом молібден утворює підгрупу хрому. Елементи даної підгрупи відрізняються тим, що у них зовнішній електронний шар атомів містить один або два електрони, це обумовлює металевий характер даних елементів та їхню відмінність від елементів головної підгрупи. Молібден за нормальних умов перехідний тугоплавкий (температура плавлення 2620 °C) метал світло-сірого кольору щільністю 10,2 г/см3. Багато в чому механічні властивості молібдену залежать від чистоти металу та попередньої механічної та термічної обробки.

Відомий 31 ізотоп молібдену з 83Мо по 113Мо. Стабільними є: 92Мо, 94Мо - 98Мо. У природі сорок другий елемент представлений сімома ізотопами: 92Mo (15,86%), 94Mo (9,12%), 95Mo (15,70%), 96Mo (16,50%), 97Mo (9,45%), 98Mo (23,75%) та 100Mo (9,62%) з періодом напіврозпаду = 1,00 1019 років. Найнестабільніші ізотопи елемента № 42 мають періоди напіврозпаду менше 150 нс. Радіоактивні ізотопи 93Мо (період напіврозпаду 6,95 год) та 99Мо (період напіврозпаду 66 год) - ізотопні індикатори.

Молібден у вигляді мінералу молібденіту (дисульфід молібдену – MoS2) був відомий стародавнім грекам та римлянам дуже давно. Протягом багатьох століть молібденіт або як його ще називають - молібденовий блиск, не відрізняли від галеніту (свинцевий блиск PbS) і графіту. Справа в тому, що всі ці мінерали дуже схожі на вигляд, крім того, всі вони здатні залишати слід на папері. Тому аж до XVIII століття ці мінерали іменувалися однаково: "Molybdaena", що по-грецьки означає "свинець".

Першим, хто припустив, що ці три мінерали - самостійні речовини був шведський хімік Ф. Кронштедт. Через 20 років вивченням молібденіту зайнявся інший шведський хімік К. Шееле. Розчинивши мінерал у концентрованій азотній кислоті, він одержав білий осад, який назвав молібденовою кислотою. Припустивши, що метал можна отримати прокалювання цього білого осаду з чистим вугіллям, але, не володіючи потрібним обладнанням (піччю), Шееле запропонував провести досвід іншому хіміку, Гьєльма, у якого така піч була. Підсумком проведеного досвіду було здобуття карбіду молібдену, який обидва вчені прийняли за метал, який назвали молібденом. Отримати відносно чистий метал, встановити його атомну вагу та описати частину властивостей судилося Й. Я. Берцеліусу у 1817 році.

Більшість видобутого молібдену (80-85 %) витрачається як легуючий елемент, при отриманні спеціальних сортів сталі. Молібден входить до складу багатьох нержавіючих сталей, крім того, добавка цього елемента сприяє збільшенню жароміцності цих сталей. Сплави, леговані сорок другим елементом, використовуються в авіації, ракетній та атомній техніці, хімічному машинобудуванні. У чистому вигляді метал використовується при виготовленні деталей електронних ламп і ламп розжарювання (аноди, сітки, катоди, тримачі ниток розжарювання тощо), молібденовий дріт та стрічку використовують як нагрівачі для високотемпературних печей. Широке застосування знайшли деякі з'єднання сорок другого елемента. Так молібденовий ангідрид широко застосовується як позитивний електрод у літієвих джерелах струму, MoS2 - мастильний матеріал для тертьових частин механізмів, деякі оксиди молібдену - каталізатори в хімічній та нафтовій промисловості.

Вченими було встановлено, що молібден в організмі рослин, тварин та людини постійно присутній як мікроелемент, який бере участь переважно в азотному обміні. Сорок другий елемент необхідний активності низки окислювально-відновних ферментів, необхідні обмінних процесів в рослин та тварин.

Біологічні властивості

Сорок другий елемент - один із найважливіших мікроелементів у харчуванні людини, тварин і рослин, він необхідний для нормального розвитку та росту організмів, що впливає на розмноження у рослин. Вміст молібдену у зеленій масі рослин близько 1 мг на кілограм сухої речовини. Цей елемент необхідний для активності низки окислювально-відновних ферментів (флавопротеїдів), що каталізують відновлення нітратів та азотфіксацію у рослин (багато молібдену в бульбах бобових, поширений у бактерій та архей). Крім того, в рослинах сорок другий елемент стимулює біосинтез нуклеїнових кислот та білків, підвищує вміст хлорофілу та вітамінів.

При нестачі молібдену томати, бобові, овес, салат та інші рослини хворіють на особливий вид плямистості, не плодоносять і гинуть. Тому необхідно в невеликих кількостях вводити розчинні молібдати до складу мікродобрив. Так, в одному з дослідних господарств Нової Зеландії встановили, що при введенні в ґрунт малих доз молібденових солей збільшує врожайність конюшини та люцерни приблизно на третину. Подальші сільськогосподарські дослідження показали, що мікрокількості молібдену посилюють активність бульбочкових бактерій, внаслідок чого рослини краще засвоюють азот. Також було встановлено, що найкраще молібден засвоюється на кислих ґрунтах, а на червоноземах та буроземах багатих на залізо, ефективність молібдену мінімальна.

Фізіологічний вплив молібдену на організми тварин та людини було вперше встановлено у 1953 році, з відкриттям впливу цього елемента на активність ферменту ксантиноксидази. Молібден робить ефективнішою роботу антиокислювачів, у тому числі вітаміну C, а також він є важливим компонентом системи тканинного дихання, посилює синтез амінокислот, покращує накопичення азоту. Сорок другий елемент є складовою ряду ферментів (ксантиноксидаза, альдегідоксидаза, сульфітоксидаза та ін), що виконують важливі фізіологічні функції, зокрема, регуляцію обміну сечової кислоти. Недолік молібдену в організмі супроводжується зменшенням вмісту в тканинах ксантиноксидази, від чого «страждають» анаболічні процеси, спостерігається ослаблення імунної системи.

Абсолютно точно не встановлено, але передбачається, що молібден відіграє важливу роль у включенні фтору в зубну емаль, а також у стимуляції гемопоезу. При нестачі в організмі тварин молібдену порушується здатність окислення ксантину до сечової кислоти, зменшується екскреція сечової кислоти та неорганічних сульфатів, знижується швидкість росту. У тварин утворюються ксантинові камені в нирках. Дефіцит молібдену може призвести до зниження розщеплення целюлози та надмірного накопичення міді в організмі, аж до мідної інтоксикації. Всі ці явища можуть бути усунені при додаванні до раціону молібдену. У людей дефіцит молібдену проявляється у вигляді гіпоурикемії, гіперметіонінемії, гіпероксипуринемії, гіпоурікозурії та гіпосульфатурії, прогресуючих розумових розладів (аж до коми).

Встановлено, що сполуки сорок другого елемента потрапляють до організму з їжею. За добу до організму дорослої людини надходить разом з їжею 75-250 мкг молібдену, що є необхідною денною нормою споживання цього мікроелемента. Молібден, що поступив з їжею, у вигляді розчинних комплексів легко абсорбується - в ШКТ людини всмоктується 25-80 % елемента, що надходить з їжею. Далі, приблизно 80% молібдену, що надійшов у кров, зв'язується з білками (насамперед, з альбумінами) і транспортується по всьому організму. Концентраторами сорок другого елемента є печінка та нирки. Виводиться молібден в основному із сечею та жовчю. Накопичення молібдену в організмі ссавців не відбувається. Основні постачальники молібдену в організм - висушені боби, молоко та молочні продукти, м'ясні субпродукти, хрестоцвіті, аґрус, чорна смородина, хлібні злаки та випічка. Незважаючи на те, що молібден є малопоширеним елементом, випадки його дефіциту в людини рідкісні.

Надлишок молібдену в організмі призводить до порушення обміну речовин, затримки росту кісток. Ксантиноксидаза прискорює азотистий обмін в організмі, зокрема, пуриновий обмін. Внаслідок розпаду пуринів утворюється сечова кислота. Якщо цієї кислоти занадто багато, то нирки не встигають виводити її з організму, у суглобах та м'язових сухожиллях накопичуються розчинені у цій кислоті солі. Суглоби починають хворіти, розвивається подагра. Надлишок молібдену в кормі жуйних тварин призводить до хронічних молібденових токсикозів, що супроводжується проносом, виснаженням, порушенням обміну міді та фосфору. Для зниження токсичної дії молібдену на організм необхідно знизити надходження багатих на молібден продуктів, проводити симптоматичне лікування, використовувати ті препарати та БАДи до їжі, які містять мідь, а також сірку (метіонін, унітіол, тіосульфат натрію та ін.).

Виявляється, що молібден здатний впливати на організм не лише безпосередньо – як важливий мікроелемент, а й побічно – як компонент грунту. Так, на півночі Китаю є містечко Лін Ксіан (Lin Xian), розташоване у провінції Хонан (Honan). Відомо це місце як область з найвищим відсотком захворюваності на рак стравоходу серед місцевого населення. Яка ж причина такої аномалії? Відповідь дали ретельні дослідження ґрунту. Виявилося, що землі Лін Ксіан бідні на сорок другий елемент, наявність якого необхідна для нормального функціонування азотфіксуючих бактерій. Справа в тому, що відновлення нітратів, що вносяться в грунт, здійснюється ними за допомогою молібден-залежного ферменту нітратредуктази. Недолік молібдену знижує активність ферменту, якої вистачає лише на те, щоб відновити нітрат не до аміаку, а до нітрозамінів, які мають, як відомо, високу канцерогенну активність. Внесення у ґрунт молібденових добрив значно зменшило відсоток захворюваності населення. Подібні ендемічні захворювання зафіксовані й у ПАР.

Цікаво, що молібденовий рудник, що розроблявся в 30-х роках XX століття і розташований на одному з відрогів хребта Тахтарвумчорр (Кольський півострів) в наш час є туристичним маршрутом, що часто відвідувається. У копальні всього один горизонт, що має три входи на висоті 600 метрів над рівнем моря. Трохи нижче за вход у штольню стоїть парова машина, яка колись по трубах підводила пару до відбійних молотків шахтарів. До речі, і парова машина, і труби, що підводять - все збереглося. Маршрут невеликий, приблизно три кілометри штреків, причому частина копальні затоплена.

Загадкові спіралі з вольфраму, молібдену та міді – спірний та остаточно не пояснений сучасною наукою феномен у вигляді дрібних (від 3 мкм до 3 мм) об'єктів, виявлених на Приполярному Уралі. Вперше такі знахідки з'явилися у 1991 році, під час геологорозвідки, яка проводилася в районі річки Народу у зразках піску, що досліджувалися на наявність золота. Пізніше подібні знахідки неодноразово знаходили на Приполярному Уралі в районі рік Народу, Кожим і Балбан'ю, а також у Таджикистані та на Чукотці. Незвичайність знахідок – їх вік. Датування об'єктів сильно утруднено через те, що більшість із них було виявлено в алювіальних відкладах.

Виняток - дві знахідки, зроблені в 1995 році в стінці кар'єру в районі нижньої течії річки Балбан'ю. Експертизи порід, у яких було знайдено молібденові пружинки, дали розпливчастий результат – від 20 000 до 318 000 років! Висунуто чимало гіпотез щодо цих знахідок: спіралі мають інопланетне походження і можуть бути продуктом позаземної нанотехнології, завезеної на Землю кілька тисяч років тому; загадкові пружинки - штучні об'єкти, але не древні, а сучасні, що потрапили до пород з поверхні землі. Загальноприйнята теорія – думка доктора геолого-мінералогічних наук, заслуженого геолога Росії Миколи Румянцева про природне походження «пружинок» – форми самородного вольфраму.

Молібден не є монетним металом, однак, подібність «монет» (на них відсутній номінал) або медальйонів продає фірма «Metallium», існують інші медалі-жетони, що продаються компаніями-виробниками (вони ж і добувають метал) молібдену.

Ще одна фантастична гіпотеза, що опосередковано пов'язана з молібденом - версія позаземного походження життя на Землі. Один із доказів цієї теорії: «присутність вкрай рідкісних елементів у земних організмах означає, що вони мають позаземне походження». Молібден міститься у земній корі у незначній кількості, яке роль обміні речовин (метаболізмі) земних організмів значна. Одночасно зазначається, що відомі так звані «молібденові зірки» з високим вмістом молібдену, які є вихідними «плантаціями» мікроорганізмів, занесених на Землю!

Однак таке явище пояснюється з позиції еволюційної біохімії, так, наприклад, у земній корі міститься дуже мало фосфору, а фосфор – обов'язкова складова частина нуклеїнових кислот, які поряд із білками мають найважливіше значення для життя; крім того, найвища нервова діяльність також дуже тісно пов'язана з фосфором. Крім того, японський вчений Єгані визначив, що сумарний вміст молібдену на Землі дійсно низький, проте його відсотковий вміст у морській воді вдвічі вищий, ніж хром. З цього приводу Єгані пише: «Відносна велика кількість цього елемента в морській воді підтверджує широко прийняту думку про походження життя на Землі в первинному океані».

Історія

Ще давні греки помітили, деякі мінерали здатні залишати на папері сірий слід. Виходячи з цього факту, вони об'єднали ряд абсолютно несхожих за властивостями речовин під однією назвою - «Molybdaena», що в перекладі з грецької означає - свинець, який і сам здатний писати по папері. Виновато в цій плутаниці і схожість свинцево-сірого молібденіту з галенітом та графітом. М'якість цих мінералів дозволяла використовувати їх як грифелі для олівців, хоча якщо придивитися, то молібденовий блиск залишає на папері зеленувато-сірий колір на відміну від сірого кольору графіту або свинцевого блиску. Дані фактори, плюс подібність грецьких назв свинцю «ó» і галеніту «o», стали причиною того, що помилка про схожість трьох мінералів-S і графіту) з давніх часів плавно перекочувало в середні віки. Така ситуація зберігалася до XVIII століття.

Першим, хто захотів розірвати «порочне коло», був відомий шведський хімік і мінералог Аксель Фредерік Кронштедт (Axel Fredrik Cronstedt 1722-1765). У 1758 році він висловив припущення про те, що насправді графіт, молібденіт (MoS2 - молібденовий блиск) і галеніт (PbS - свинцевий блиск) - три абсолютно самостійні речовини. Однак на цьому припущенні поступ до істини було закінчено.

Лише через двадцять років - у 1778 році - хімічним складом молібденіту знову зацікавилися. І це знову був шведський хімік - Карл Вільгельм Шееле. Перше, що зробив Шееле, це кип'ятіння молібденового блиску в концентрованій азотній кислоті, внаслідок якого хімік отримав білий осад «особливої ​​білої землі» (Wasserbleyerde). Цю землю він назвав молібденовою кислотою (Acidum Molybdaenae). За часів Карла Вільгельма "землями" називали ангідриди, тобто з'єднання елемента з киснем, простіше кажучи - "кислота мінус вода". Відсутність цього знання не завадило вченому припустити, що метал із «землі» можна буде отримати шляхом прожарювання останньої з чистим вугіллям. Однак, не маючи необхідного обладнання (у Шееле не було печі) самостійно провести досвід вчений не зміг.

Відданий лише науці, Шееле без будь-якого почуття заздрості в 1782 відправляє зразок молібденової кислоти іншому шведському хіміку Петеру Якобу Гьельму (Peter Jacob Hjelm). У свою чергу, тому нарешті вдається відновити її вугіллям і отримати королек металу (виплавлений метал, отриманий в результаті сплавлення мінералу або руди з содою або іншими флюсами). Однак це був лише сильно забруднений карбід молібдену. Справа в тому, що при прожарюванні з вугіллям триокису молібдену МоО3 неможливо отримати чистий молібден, тому що він реагує з вугіллям, утворюючи карбід. Проте, вчені тріумфували. Шееле вітав колегу: «Радій, що ми тепер маємо метал - молібден». Таким чином, в 1790 році новий метал отримав чуже ім'я, тому що латинське molibdaena походить від давньогрецької назви свинцю - μολνβδος. У цьому полягає відомий парадокс – адже важко знайти метали, більш несхожі, ніж молібден та свинець.

Відносно чистий метал вдалося отримати лише у 1817 році – після смерті обох першовідкривачів. Честь такого відкриття належить ще одному відомому шведському хіміку Йєнсу Якобу Берцеліусу. Він відновив молібденовий ангідрид не вугіллям, а воднем і отримав справді чистий молібден, встановив його атомну вагу та докладно досліджував його властивості.

Молібден промислової чистоти було отримано лише на початку ХХ століття.

Знаходження у природі

За різними даними, вміст молібдену в земній корі становить від 1,1∙10-4 % до 3∙10-4 % за масою. У вільному вигляді молібден немає, взагалі сорок другий елемент слабо поширений у природі. За класифікацією радянського геохіміка В. В. Щербини, рідкісними вважаються елементи, яких у земній корі менше 0,001 %, отже, молібден – типовий рідкісний елемент. Проте поширений сорок другий елемент щодо рівномірно. У природі відомо близько двадцяти мінералів молібдену, більшість їх (різні молібдати) утворюється в біосфері. Найменше містять молібдени ультраосновні та карбонатні породи (0,4 - 0,5 г/т).

Зазначено, що концентрація молібдену в породах підвищується зі збільшенням SiO2, адже в магматичних процесах молібден пов'язаний переважно з кислою магмою і з гранітоїдами. Накопичення молібдену пов'язане з глибинними гарячими водами, з яких він осідає у формі молібденіту MoS2, утворюючи гідротермальні родовища. Найважливішим осадником сорок другого елемента вод служить H2S. Молібден виявлений у морській та річковій воді, у золі рослин, вугіллі та нафті. Причому вміст у морській воді сорок другого елемента коливається від 8,9 до 12,2 мкг/л – залежно від океану та акваторії. Спільним явищем можна вважати лише те, що води поблизу берега і поверхневих шарах набагато бідніші за молібден, ніж глибинні шари океану. Води океанів і морів містять сорок другого елемента більше, ніж річкові акваторії. Справа в тому, що поступаючи з річковими стоками, молібден частково накопичується в морській воді, а частково осаджується, концентруючись у глинистих мулах.

Найбільш важливими мінералами молібдену вважаються молібденіт (MoS2), наказує (CaMoO4), молібдо-шеєліт (Ca(Mo,W)O4), молібдіт (xFe2O3 yMoO3 zH2O) та вульфеніт (PbMoO4). Молібденіт або молібденовий блиск - мінерал із класу сульфідів (MoS2), він містить 60% молібдену та 40% сірки. Виявляється і невелика кількість ренію – до 0,33%. Найчастіше цей мінерал зустрічається у грейзенових, рідше пегматитових родовищах, у яких він асоціюється з вольфрамітом, каситеритом, топазом, флюоритом, піритом, халькопіритом та іншими мінералами. Найважливіші скупчення молібденіту пов'язані з гідротермальними утвореннями, особливо поширені в кварцових жилах і окварцованих породах.

Середній вміст молібдену у рудах великих родовищ 0,06-0,3 %, дрібних – 0,5-1 %. Як попутний компонент сорок другий елемент витягується з інших руд при вмісті в них молібдену від 0,005% і вище. Крім того, молібденові руди розрізняють за мінеральним складом та формою рудних тіл. За останнім критерієм вони поділяються на скарнові (молібденові, вофрамо-молібденові та мідно-молібденові), житлові (кварцові, кварц-серицитові та кварц-молібденіт-вольфрамітові) і прожилково-вкраплені (мідно-молібденові). з молібденом). Раніше першочергове промислове значення мали кварцові житлові родовища, проте у час вони майже все вироблені. Тому першочергового значення набули прожилково-вкраплені та скарнові родовища.

Зовсім недавно світовим лідером із запасів і видобутку молібденових руд по праву вважалися Сполучені Штати Америки, де видобуток руд, що містять молібден, ведеться в Колорадо, Нью-Мексико, Айдахо і ряді інших штатів. Однак останні відкриття нових багатих родовищ у лідери вивели Китай, де у видобутку зайнято сім великих провінцій. Хоча США, як і раніше, залишаються лідерами у видобутку молібдену, економіка Китаю, що бурхливо розвивається, найближчим часом може вивести цю країну на перше місце з видобутку сорок другого елемента. До інших країн, що мають великі запаси молібденових руд можна віднести: Чилі, Канаду (територія Британської Колумбії), Росію (сім родовищ, що розробляються), Мексику (родовища La Caridad), Перу (рудник Tokepala), багато країн СНД та ін.

Застосування

Основний споживач молібдену (до 85 %) - металургія, де левова частка сорок другого елемента, що видобувається, витрачається на отримання особливих конструкційних сталей. Молібден значно покращує властивості металів, що легуються. Присадка цього елемента (0,15-0,8%) істотно підвищує прожарюваність, покращує міцність, в'язкість та корозійну стійкість конструкційних сталей, які використовуються при виготовленні найвідповідальніших деталей та виробів.

Молібден та його сплави відносяться до тугоплавких матеріалів, а ця якість просто необхідна при виготовленні обшивки головних частин ракет та літаків. Причому використання таких сплавів можливе як допоміжний матеріал - теплові екрани, що відокремлюються від основного матеріалу теплоізоляцією, так і як основний конструкційний матеріал. Молібден хоч і поступається вольфраму та його сплавам за характеристиками міцності, проте за питомою міцністю при температурах нижче 1 350-1 450 °C молібден і його сплави займають перше місце, а титано-молібденові сплави мають температурну межу експлуатації в 1500 °C!

Саме через це найбільшого поширення при виготовленні обшивки та елементів каркасу ракет і надзвукових літаків набувають молібден і ніобій, а також їх сплави, що мають більшу питому міцність до 1 370 ° C порівняно з танталом, вольфрамом і сплавами на їх основі. З жароміцних сталей, легованих сорок другим елементом виготовляють оболонки ракет і капсул, що повертаються на землю, стільникові панелі космічних літальних апаратів, теплові екрани, теплообмінники, обшивку кромок крил і стабілізатори в надзвукових літаках. Крім того, молібден використовують у сталях, призначених для деяких деталей прямоточних ракетних та турбореактивних двигунів (заслінки форсунок, лопатки турбін, хвостові спідниці, сопла ракетних двигунів, поверхні управління в ракетах з твердим паливом). Від матеріалів, що працюють в таких умовах, вимагається не тільки високий опір окислення та газової ерозії, але й тривала висока міцність і опір удару. Всім цим показникам при температурах нижче 1370 ° С відповідає молібден та його сплави.

Молібден та його сплави використовуються в деталях, що тривало працюють у вакуумі, як конструкційний матеріал в енергетичних ядерних реакторах, для виготовлення обладнання, що працює в агресивних середовищах (сірчаної, соляної та фосфорної кислот). Для підвищення твердості молібден вводять у сплави кобальту і хрому (стеліти), які застосовують для наплавлення кромок деталей зі звичайної сталі, що працюють на зношування. Так як молібден і його сплави стійкі в розплавленому склі, його широко використовують у скляній промисловості, наприклад, для виготовлення електродів для плавки скла. В даний час із молібденових сплавів виготовляють прес-форми та стрижні машин для лиття під тиском алюмінієвих, цинкових та мідних сплавів. Сплав із молібдену з вольфрамом у парі із чистим вольфрамом використовується для вимірювання температури до 2 900 °C у відновлювальній атмосфері.

У чистому вигляді молібден застосовують у вигляді стрічки або дроту, як нагрівальні елементи у високотемпературних (до 2200 ° C) індукційних печах. Молібденова жерсть та дріт широко використовуються в радіоелектронній промисловості (як матеріал для анодів радіоламп) та рентгенотехніці для виготовлення різних деталей електронних ламп, рентгенівських трубок та інших вакуумних приладів.

Широке застосування знайшли і численні сполуки сорок другого елемента. Дисульфід MoS2 і диселенід МоSе2 молібдену використовують як мастильних матеріалів для деталей, що труться, що працюють при температурах від -45 до +400 °С. Крім того, дисульфід молібдену додається в моторне масло, де він утворює на металевих поверхнях шари, що зменшують тертя. Гексафторид молібдену застосовується при нанесенні металевого молібдену різні матеріали. Дисиліцид МоSi2 молібдену застосовують при виготовленні нагрівачів для високотемпературних печей, Na2MoO4 використовується у виробництві фарб та лаків. Телурид молібдену є дуже добрим термоелектричним матеріалом для виробництва термоелектрогенераторів. Багато сполук сорок другого елемента (сульфіди, оксиди, молібдати) - хороші каталізатори хімічних реакцій, а також входять до складу пігментних барвників та глазурів.

Виробництво

Спочатку молібденові руди піддаються збагаченню, навіщо застосовується флотаційний метод, заснований різної поверхневої змочуваності мінералів водою. Тонкоподрібнену руду обробляють водою з додаванням невеликої кількості флотаційного реагенту, який посилює відмінність у змочуваності частинок рудного мінералу та порожньої породи. Крізь суміш, що утворюється, інтенсивно продують повітря; при цьому його бульбашки чіпляються до зерен тих мінералів, які гірше змочуються. Ці мінерали виносяться разом із бульбашками повітря на поверхню і таким чином відокремлюються від порожньої породи.

Збагачений подібним чином молібденовий концентрат містить 47-50% самого молібдену, 28-32% сірки, 1-9% SiO2, крім того присутні домішки інших елементів: залізо, мідь, кальцій та інші. Концентрат піддається окислювальному випалюванню при температурі 560-600 ° С у багатоподових печах або печах киплячого шару. За наявності в концентраторі під час випалу утворюється летючий оксид Re2O7, який видаляють разом з пічними газами. Продуктом випалу є так званий "огарок" - забруднений домішками МоО3.

Чистий МоО3, необхідний виробництва металевого молібдену, отримують із недогарка двома способами. Перший - сублімація при температурі близько 1000° С, другий спосіб - хімічний, за яким огарок вилуговують аміачною водою. При цьому молібден перетворюється на розчин (молібдат амонію). Розчин очищають від домішок міді, заліза та інших елементів, потім нейтралізацією або випарюванням та подальшою кристалізацією виділяють полімолібдати амонію - в основному парамолібдат (NH4)6Mo7O24 4H2O. Вже після чого прожарювання парамолібдату амонію при 450-500 °С отримують чистий МоО3, що містить не більше 0,05% домішок.

Буває, що замість випалу молібденовий концентрат розкладають азотною кислотою, при цьому беруть в облогу, що вийшла молібденову кислоту МоО3∙Н2О, яку розчиняють в аміачній воді і отримують парамолібдат амонію. Певна частка сорок другого елемента залишається у первинному розчині, з якого молібден витягують іонним обміном чи екстракцією. При переробці низькосортних концентратів, що містять 10-20 % молібдену, недогарки вилуговують Na2CO3, з отриманих розчинів Na2MoO4 осаджують СаМоО4, що використовується в чорній металургії. Іншим методом - за допомогою іонного обміну або рідинної екстракції розчин Na2MoO4 переводять у розчин (NH4)2MoO4, з якого потім виділяють парамолібдат амонію.

Відновлюючи чистий МоО3 у струмі сухого водню, одержують металевий молібден (як порошку). Процес проводиться в трубчастих печах у два етапи: перший за температури 550-700 °С, другий при 900-1 000 °С.

Компактний молібден отримують переважно шляхом порошкової металургії чи шляхом плавки. Метод порошкової металургії полягає в пресуванні порошку в заготовку та спікання заготовки. Молібденовий порошок пресують у сталевих прес-формах під тиском 0,2-0,3 МПа (2000-3000 кгс/см2), потім спікають спочатку при 1000-1200 ° С в атмосфері водню - попереднє спікання, мета якого підвищити міцність і електропровідність штабиків, а потім при 2200-2400 ° С - високотемпературне спікання. В результаті одержують порівняно невеликі заготовки (перерізом 2-9 см2 при довжині 450-600 мм). Отримані заготовки (спечені штабики) обробляють тиском (ковка, протяжка, прокатка). Для отримання більших заготовок застосовують дугову плавку, що дозволяє одержувати зливки масою до двох тонн. Плавку у дугових печах ведуть у вакуумі. Між катодом (упаковка спечених штабиків з молібдену) і анодом (мідний тигель, що охолоджується) запалюють дугу. Метал катода плавиться і збирається у тиглі. Внаслідок високої теплопровідності міді та швидкого відведення теплоти молібден твердне.

Для отримання особливо чистого молібдену використовується плавка в електронному пучку (електронно-променева плавка). Нагрівання металу електронним пучком засноване на перетворенні на теплоту більшої частини кінетичної енергії електронів при їх зіткненні з поверхнею металу. Плавку ведуть у високому вакуумі, що забезпечує видалення домішок, що випаровуються при температурі плавки (O, N, P, As, Fe, Cu, Ni та інші). Після такої плавки чистота металу перевищує 999%.

Перспективний спосіб виробництва молібдену алюмінотермічним відновленням МоО3, одержувані цим способом зливки рафінують вакуумною плавкою в дугових печах. Крім того, молібден отримують відновленням MoF6 або МоСl5 воднем, а також електролітично у сольових розплавах. Для виробництва феромолібдену (сплав з 55-70 % Мо, решта Fe), що служить для введення присадок сорок другого елемента в сталь, застосовують відновлення обпаленого молібденітового концентрату (запалення) феросиліцієм у присутності залізної руди та сталевої стружки.

Фізичні властивості

Молібден – світло-сірий метал. Однак його зовнішній вигляд багато в чому залежить від способу одержання. Компактований (спечений) молібден без обробки (у вигляді штабика та заготовок під прокатку молібдену) – досить темний метал, допускаються сліди окислення. Компактний прокатний (у вигляді злитків, дроту або листів) метал після обробки буває різних кольорів: від темного, майже чорного до сріблясто-бляклого (дзеркального). Колір залежить від способу обробки: точення, шліфування, хімічного очищення (травлення) та електрополірування. Молібден, отриманий у вигляді дзеркала (розкладанням) – блискучий, але сірий. Порошкоподібний сорок другий елемент має темно-сірий колір.

Молібден кристалізується в кубічній об'ємно-центрованій решітці з періодом a = 0,314 нм, z = 2. Атомний радіус 1,4 А, іонні радіуси Мо4+ 0,68 А, Мо6+ 0,62 А. Сорок другий елемент відноситься до тугоплавких металів з температурою плавлення 2620°C та температурою кипіння - 4639°C. Вищі точки плавлення мають тільки вольфрам (близько 3400 ° C), реній (близько 3190 ° C) і тантал (3000 ° C). Щільність молібдену 10,2 г/см3, що можна порівняти з щільністю срібла (10,5 г/см3), шкала Мооса визначає його твердість 5,5 балами. Питома теплоємність молібдену при 20-100 °З становить 0,272 Кдж/(кг К), тобто 0,065 кал/(г град). Теплопровідність при 20 ° С у сорок другого елемента 146,65 вт/(м К), тобто 0,35 кал/(см сек град). Термічний коефіцієнт лінійного розширення (5,8-6,2) 10-6 за 25-700 °С. Дослідивши фізичні властивості сорок другого елемента, вчені виявили, що у металу мізерно малий коефіцієнт теплового розширення (приблизно 30% коефіцієнта розширення міді). При нагріванні від 25 до 500 ° C розміри молібденової деталі збільшаться лише на 0,0000055 початкової величини. Навіть при нагріванні понад 1200 ° C молібден майже не розширюється. Ця властивість відіграла велику роль в електровакуумній техніці.

Молібден парамагнітний, його атомна магнітна сприйнятливість приблизно дорівнює 90 10-6 (20 ° С). Питома електрична опір 5,2 10-8 Ом м, тобто 5,2 10-6 Ом см; робота виходу електронів 4,37 ев. Температура переходу в надпровідний стан 0,916 К. Молібден - хороший провідник електрики, у цьому параметрі він поступається сріблу лише втричі. Однак його електропровідність вища, ніж у заліза, нікелю, платини та багатьох інших металів.

Молібден ковкий та пластичний метал, є перехідним елементом. Як і в інших металів, механічні властивості визначаються чистотою металу і попередньою механічною і термічною обробкою (чим чистіше метал, тим він м'якше). Наявність домішок збільшує твердість та крихкість металу. Так, при забрудненні азотом, вуглецем або сірою молібден, подібно до хрому, стає крихким, твердим, ламким, що суттєво ускладнює його обробку. У абсолютно чистому стані компактний молібден пластичний, тягучий і ковкий, досить легко піддається штампуванню та прокатці. Міцні властивості молібдену при високих температурах (тільки не в окислювальному середовищі) перевищують міцність більшості інших металів. Для спеченого молібденового штабика твердість Брінелля становить 1500-1600 Мн/м2, тобто 150-160 кгс/мм2. Для кованого дроту - 2000-2300 Мн/м2; для відпаленого дроту – 1400-1850 Мн/м2. За міцністю молібден дещо поступається вольфраму, проте він пластичніший, легше піддається як механічній обробці, так і обробці тиском. Крім того, рекристалізуючий відпал не призводить до крихкості металу. Метал, як і його сплави, характеризується високим модулем пружності (285-300 ГПа), малим перерізом захоплення теплових нейтронів (що уможливлює його застосування як конструкційного матеріалу в ядерних реакторах), гарною термостійкістю і малим температурним коефіцієнтом розширення.

Незважаючи на безліч переваг сорок другого елемента, пов'язаних з його фізичними та механічними властивостями, він має й низку недоліків. До них можна віднести невелику окалійність молібдену; високу крихкість його сполук; малу пластичність за низьких температур. Крім того, наявність домішок вуглецю, азоту або сірки робить метал твердим, тендітним та ламким, що значно ускладнює його обробку.

Хімічні властивості

На повітрі за кімнатної температури молібден стійкий до окислення. Уповільнена реакція з киснем починається при 400° C (з'являються так звані кольори втечі), при 600°C метал починає активно окислюватися з утворенням триоксиду МоО3 (білі кристали з зеленуватим відтінком, tпл 795 °С, tкіп 1 155 °С) також одержати окисленням дисульфіду молібдену MoS2 і термолізом парамолібдату амонію (NH4)6Mo7O24 4H2O.

При температурі вище 700 °С сорок другий елемент інтенсивно взаємодіє з водяними парами, утворюючи при цьому діоксид МоО2 (темно-коричневого кольору). Крім двох перерахованих вище оксидів молібден утворює і ряд оксидів, проміжних між МоО3 і МоО2, які відповідають за складом гомологічному ряду МоnO3n-1 (Мо9О26, Мо8О23, Мо4О11), проте всі вони термічно нестійкі і вище 700 ° С разів Мо3О Мо2о Мо3О Мо2О3 Мо2О Мо3О Мо3О Мо3О. Оксид МоО3 утворює прості (нормальні) кислоти молібдену - дигідрат Н2МоО4 Н2О, моногідрат Н2МоО4 та ізополікислоти - H6Mo7O24, HМo6O24, H4Мo8O26 та інші.

З воднем молібден хімічно взаємодіє аж до плавлення. Однак при нагріванні металу у водні відбувається деяке поглинання газу (при 1000 ° C поглинається 0,5 см3 водню в ста грамах молібдену) з утворенням твердого розчину. З азотом молібден вище 1500 ° C утворює нітрид, ймовірний склад якого Mo2N. Твердий вуглець і вуглеводні, а також оксид вуглецю СО (II) при 1100-1200 °C взаємодіють з металом з утворенням карбіду Мо2С, який плавиться з розкладанням при 2400 °C приблизно.

Молібден реагує з кремнієм, утворюючи дисіліцид MoSi2 (темно-сірі кристали не розчиняються у воді, соляній кислоті, H2SO4, розкладаються в суміші HNO3 з фтористоводневою кислотою), що має високу стійкість на повітрі аж до 1500-1600 °C (його мікротвердість /м2). При взаємодії сорок другого елемента з парами селену або H2Se утворюється диселенід молібдену складу MoSe2 (темно-сіра речовина зі шаруватою структурою) розкладається у вакуумі при температурі 900 °C, не розчиняється у воді, окислюється HNO3. При дії парів сірки та сірководню відповідно вище 440 і 800 °C утворюється графітоподібний дисульфід MoS2 (практично нерозчинний у воді, соляній кислоті, розведеній H2SO4). MoS2 розпадається вище 1200 °C з утворенням Mo2S3.

Крім нього з сірою молібден утворює ще три сполуки, які отримують лише штучно: МоS3, Мо2S5 і Mo2S3. Полуторний сульфід Мо2S3 (гольчасті кристали сірого кольору) утворюється при швидкому нагріванні дисульфіду до 1700...1800° C. Пента-(Мо2S5) і трисульфід (MoS3) молібдену - аморфні речовини темно-коричневого кольору. Крім MoS2, практично застосовують лише MoS3. З галогенами сорок другий елемент утворює ряд сполук у різних ступенях окиснення. Фтор діє на молібден при звичайній температурі, хлор при 250° C, утворюючи MoF6 і МоСl6 відповідно. З йодом відомий лише дийодид молібдену MoI2. Молібден утворює оксигалогеніди: MoOF4, MoOCl4, MoO2F2, MoO2Cl2, MoO2Br2, MoOBr3 та інші.

У сірчаній та соляній кислотах молібден трохи розчинний лише при 80-100° С. Азотна кислота, царська горілка та пероксид водню повільно розчиняють метал на холоді, швидко – при нагріванні. Добре розчиняє молібден суміш азотної та сірчаної кислот. Метал розчиняється в перекисі водню з утворенням пероксо кислот Н2МоО6 і Н2МоО11. У плавикової кислоті молібден стійкий, але суміші її з азотної кислотою швидко розчиняється. У холодних розчинах лугів молібден стійок, але дещо роз'їдається гарячими розчинами. Метал інтенсивно окислюється розплавленими лугами, особливо у присутності окислювачів, утворюючи солі молібденової кислоти.