โมลิบดีนัม: โครงสร้างคุณสมบัติวาเลนซ์ฟังก์ชัน - เคมี - 2026

โมลิบดีนัม (Mo) เป็นโลหะการเปลี่ยนแปลงที่อยู่ในกลุ่มที่ 6 ระยะเวลา 5 ของตารางธาตุ มีการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ (Kr) 4d ⁵ 5s ¹ ; เลขอะตอม 42 และมวลอะตอมเฉลี่ย 95.94 กรัม / โมล มีไอโซโทปที่เสถียร 7 ไอโซโทป: ⁹² Mo, ⁹⁴ Mo, ⁹⁵ Mo, ⁹⁶ Mo, ⁹⁷ Mo, ⁹⁸ Mo และ¹⁰⁰ Mo; เป็นไอโซโทป⁹⁸โมซึ่งเป็นไอโซโทปที่มีสัดส่วนมากกว่า

เป็นโลหะสีขาวที่มีลักษณะเป็นสีเงินและมีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกับโครเมียม ในความเป็นจริงทั้งสองเป็นองค์ประกอบโลหะของกลุ่มเดียวกันโครเมียมอยู่เหนือโมลิบดีนัม นั่นคือโมลิบดีนัมหนักกว่าและมีระดับพลังงานสูงกว่า

ที่มา: โดย Hi-Res Images ขององค์ประกอบทางเคมี (http://images-of-elements.com/molybdenum.php) ผ่าน Wikimedia Commons

โมลิบดีนัมไม่พบในธรรมชาติ แต่เป็นส่วนหนึ่งของแร่ธาตุซึ่งเป็นโมลิบดีนัมที่อุดมสมบูรณ์ที่สุด (MoS ₂ ) นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับแร่ธาตุกำมะถันอื่น ๆ ซึ่งได้รับทองแดงด้วย

การใช้มันเพิ่มขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งเนื่องจากมันเข้ามาแทนที่ทังสเตนซึ่งหายากเนื่องจากมีการแสวงหาผลประโยชน์มหาศาล

ลักษณะเฉพาะ

โมลิบดีนัมมีความทนทานสูงทนต่อการกัดกร่อนจุดหลอมเหลวสูงสามารถอ่อนตัวได้และทนต่ออุณหภูมิสูง ถือเป็นโลหะทนไฟเนื่องจากมีจุดหลอมเหลวสูงกว่าทองคำขาว (1,772º C)

นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติเพิ่มเติมอีกชุดหนึ่งคือพลังงานยึดเหนี่ยวของอะตอมสูงความดันไอต่ำค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำการนำความร้อนในระดับสูงและความต้านทานไฟฟ้าต่ำ

คุณสมบัติและลักษณะเหล่านี้ทำให้โมลิบดีนัมมีประโยชน์และการใช้งานมากมายสิ่งที่น่าสังเกตมากที่สุดคือการก่อตัวของโลหะผสมกับเหล็ก

ในทางกลับกันมันเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับชีวิต ในแบคทีเรียและพืชโมลิบดีนัมเป็นปัจจัยร่วมที่มีอยู่ในเอนไซม์หลายชนิดที่เกี่ยวข้องกับการตรึงและการใช้ไนโตรเจน

โมลิบดีนัมเป็นปัจจัยร่วมสำหรับการทำงานของเอนไซม์ออกโซทรานสเฟอเรสซึ่งถ่ายโอนอะตอมของออกซิเจนจากน้ำในขณะที่ถ่ายโอนอิเล็กตรอนสองตัว เอนไซม์เหล่านี้ ได้แก่ ไพรเมตแซนไทน์ออกซิเดสซึ่งทำหน้าที่ออกซิไดซ์แซนธีนเป็นกรดยูริก

สามารถหาได้จากอาหารหลายชนิด ได้แก่ กะหล่ำดอกผักโขมกระเทียมเมล็ดธัญพืชโซบะจมูกข้าวสาลีถั่วเลนทิลเมล็ดทานตะวันและนม

การค้นพบ

โมลิบดีนัมไม่ได้ถูกแยกออกจากธรรมชาติดังนั้นในหลาย ๆ คอมเพล็กซ์จึงสับสนในสมัยโบราณด้วยตะกั่วหรือคาร์บอน

ในปี พ.ศ. 2321 คาร์ลวิลเฮล์มนักเคมีและเภสัชกรชาวสวีเดนได้จัดการระบุโมลิบดีนัมเป็นองค์ประกอบที่แตกต่างกัน วิลเฮล์มได้รับการบำบัดโมลิบดีนัม (MoS ₂ ) ด้วยกรดไนตริกโดยได้รับสารประกอบที่มีลักษณะเป็นกรดซึ่งเขาระบุว่าโมลิบดีนัม

ต่อมาในปี 1782 Peter Jacob Hjelm โดยใช้สารประกอบกรดของ Wilhelm โดยการลดด้วยคาร์บอนประสบความสำเร็จในการแยกโมลิบดีนัมที่ไม่บริสุทธิ์ออก

โครงสร้าง

โครงสร้างผลึกของโมลิบดีนัมคืออะไร? อะตอมของโลหะใช้ระบบผลึกลูกบาศก์ที่มีร่างกายเป็นศูนย์กลาง (bcc) ที่ความดันบรรยากาศ ที่ความกดดันสูงขึ้นอะตอมของโมลิบดีนัมจะรวมตัวกันเพื่อสร้างโครงสร้างที่หนาแน่นขึ้นเช่นลูกบาศก์ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลาง (fcc) และหกเหลี่ยม (hcp)

พันธะโลหะของมันมีความแข็งแรงและเกิดขึ้นพร้อมกับข้อเท็จจริงที่ว่ามันเป็นหนึ่งในของแข็งที่มีจุดหลอมเหลวสูงสุด (2623ºC) ความแข็งแรงของโครงสร้างนี้เกิดจากการที่โมลิบดีนัมอุดมไปด้วยอิเล็กตรอนโครงสร้างผลึกของมันมีความหนาแน่นมากและหนักกว่าโครเมียม ปัจจัยทั้งสามนี้ช่วยให้สามารถเสริมสร้างโลหะผสมที่เป็นส่วนหนึ่งได้

ในทางกลับกันสิ่งที่สำคัญกว่าโครงสร้างของโมลิบดีนัมโลหะก็คือสารประกอบของมัน โมลิบดีนัมมีความโดดเด่นด้วยความสามารถในการสร้างสารประกอบไดนิวเคลียร์ (Mo-Mo) หรือโพลีนิวเคลียร์ (Mo-Mo-Mo- ···)

นอกจากนี้ยังสามารถประสานงานกับโมเลกุลอื่น ๆ ในรูปแบบสารประกอบที่มีสูตร MOX ₄ผ่าน MOX 8 ภายในสารประกอบเหล่านี้มักมีสะพานออกซิเจน (Mo-O-Mo) หรือกำมะถัน (Mo-S-Mo)

คุณสมบัติ

การปรากฏ

สีเงินทึบสีขาว

จุดหลอมเหลว

2,623 ° C (2,896 K)

จุดเดือด

4,639 ° C (4,912 K)

เอนทัลปีของฟิวชั่น

32 กิโลจูล / โมล

เอนทัลปีของการกลายเป็นไอ

598 กิโลจูล / โมล

ความดันไอ

3.47 Pa ที่ 3,000 K.

ความแข็งในระดับ Mohs

5.5

ความสามารถในการละลายน้ำ

สารประกอบโมลิบดีนัมละลายในน้ำได้ไม่ดี อย่างไรก็ตามไอออนโมลิบเดมอ₄ ^-2ละลาย

การกร่อน

มีความทนทานต่อการกัดกร่อนและเป็นโลหะชนิดหนึ่งที่ต่อต้านการกระทำของกรดไฮโดรคลอริกได้ดีที่สุด

ออกซิเดชัน

ไม่เป็นสนิมที่อุณหภูมิห้อง ในการเกิดสนิมอย่างรวดเร็วต้องใช้อุณหภูมิที่สูงกว่า 600 ºC

Valencias

โครงร่างอิเล็กตรอนของโมลิบดีนัมคือ 4d ⁵ 5s ¹ดังนั้นจึงมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนหกตัว โลหะอาจสูญเสียอิเล็กตรอนทั้งหมดและมีความจุ +6 (VI) ขึ้นอยู่กับอะตอมใด ตัวอย่างเช่นหากสร้างพันธะกับอะตอมของฟลูออรีนอิเล็กโทรเนกาติวิตี (MoF ₆ )

อย่างไรก็ตามมันสามารถสูญเสีย 1 ถึง 5 อิเล็กตรอน ดังนั้นความจุของมันจึงครอบคลุมตั้งแต่ +1 (I) ถึง +5 (V) เมื่อสูญเสียเพียงหนึ่งอิเล็กตรอนมันใบ 5s วงและการกำหนดค่าของกลายเป็น 4d 5 อิเล็กตรอน 5 ตัวของออร์บิทัล 4d ต้องการตัวกลางที่เป็นกรดสูงและมีลักษณะคล้ายอิเล็กตรอนเพื่อออกจากอะตอมโม

จากหกวาเลนซ์ที่พบมากที่สุด? +4 (IV) และ +6 (VI) Mo (IV) มีการกำหนดค่า 4d ²ในขณะที่ Mo (VI),

สำหรับ Mo ⁴⁺ยังไม่ชัดเจนว่าเหตุใดจึงมีความเสถียรมากกว่าตัวอย่างเช่น Mo ³⁺ (เช่นเดียวกับ Cr ³⁺ ) แต่สำหรับ Mo ⁶⁺เป็นไปได้ที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนทั้งหกนี้เนื่องจากคริปทอนของก๊าซมีตระกูลกลายเป็นไอโซอิเล็กทรอนิกส์

โมลิบดีนัมคลอไรด์

ชุดโมลิบดีนัมคลอไรด์ที่มีวาเลนซ์หรือสถานะออกซิเดชันต่างกันแสดงไว้ด้านล่างตั้งแต่ (II) ถึง (VI):

- โมลิบดีนัมไดคลอไรด์ (MoCl ₂ ) ของแข็งสีเหลือง

- โมลิบดีนัมไตรคลอไรด์ (MoCl ₃ ) ของแข็งสีแดงเข้ม

- โมลิบดีนัมเตตระคลอไรด์ (MoCl ₄ ) สีดำทึบ

- โมลิบดีนัมเพนทาคลอไรด์ (MoCl ₅ ) สีเขียวเข้มทึบ

- โมลิบดีนัมเฮกซะคลอไรด์ (MoCl ₆ ) สีน้ำตาลทึบ

หน้าที่ในร่างกาย

โมลิบดีนัมเป็นองค์ประกอบติดตามที่จำเป็นสำหรับชีวิตเนื่องจากมีอยู่เป็นปัจจัยร่วมในเอนไซม์หลายชนิด Oxotransferases ใช้โมลิบดีนัมเป็นปัจจัยร่วมเพื่อทำหน้าที่ในการถ่ายเทออกซิเจนจากน้ำด้วยอิเล็กตรอนคู่หนึ่ง

ในบรรดา oxotransferases ได้แก่ :

• แซนไทน์ออกซิเดส
• Aldehyde oxidase ซึ่งออกซิไดซ์อัลดีไฮด์
• เอมีนและซัลไฟด์ในตับ
• ซัลไฟต์ออกซิเดสซึ่งออกซิไดซ์ซัลไฟต์ในตับ
• ไนเตรต reductase
• ไนไตรต์รีดักเตสมีอยู่ในพืช

เอนไซม์แซนไทน์

เอนไซม์แซนไทน์ออกซิเดสเร่งปฏิกิริยาในขั้นตอนสุดท้ายในการเร่งปฏิกิริยาของพิวรีนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม: การเปลี่ยนแซนธีนเป็นกรดยูริกซึ่งเป็นสารประกอบที่ถูกขับออกมาแล้ว

Xanthine oxidase มี FAD เป็นโคเอนไซม์ นอกจากนี้เหล็กที่ไม่ใช่ฮีมและโมลิบดีนัมมีส่วนเกี่ยวข้องในการเร่งปฏิกิริยา การกระทำของเอนไซม์สามารถอธิบายได้ด้วยสมการทางเคมีต่อไปนี้:

Xanthine + H ₂ O + O ₂ => กรดยูริก + H ₂ O ₂

โมลิบดีนัมทำหน้าที่เป็นปัจจัยร่วมโมลิบดีนัม (Mo-co) Xanthine oxidase พบมากในตับและลำไส้เล็ก แต่การใช้เทคนิคภูมิคุ้มกันทำให้ตำแหน่งของมันอยู่ในต่อมน้ำนมกล้ามเนื้อโครงร่างและไต

เอนไซม์ xanthine oxidase ถูกยับยั้งโดยยา Allopurinol ซึ่งใช้ในการรักษาโรคเกาต์ ในปี 2551 การขายยา Febuxostat เริ่มต้นขึ้นด้วยประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในการรักษาโรค

เอนไซม์อัลดีไฮด์ออกซิเดส

เอนไซม์อัลดีไฮด์ออกซิเดสอยู่ในไซโทพลาสซึมของเซลล์ซึ่งพบได้ทั้งในอาณาจักรผักและในอาณาจักรสัตว์ เอนไซม์เร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของอัลดีไฮด์เป็นกรดคาร์บอกซิลิก

Cytochrome P ₄₅₀และตัวกลางของเอนไซม์โมโนเอมีนออกซิเดส (MAO) ยังเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชั่น

เนื่องจากความจำเพาะในวงกว้างเอนไซม์อัลดีไฮด์ออกซิเดสสามารถออกซิไดซ์ยาหลายชนิดโดยทำหน้าที่ส่วนใหญ่ในตับ การทำงานของเอนไซม์ต่ออัลดีไฮด์สามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้:

อัลดีไฮด์ + H ₂ O + O ₂ => กรดคาร์บอกซิลิก + H ₂ O ₂

เอนไซม์ซัลไฟต์ออกซิเดส

เอนไซม์ซัลไฟต์ออกซิเดสมีส่วนเกี่ยวข้องในการเปลี่ยนซัลไฟต์เป็นซัลเฟต นี่คือขั้นตอนสุดท้ายของการย่อยสลายสารประกอบที่มีกำมะถัน ปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์เกิดขึ้นตามรูปแบบต่อไปนี้:

SO ₃ ^-2 + H ₂ O + 2 (Cytochrome C) ออกซิไดซ์ => SO ₄ ^-2 + 2 (Cytochrome C) ลดลง + 2 H ⁺

การขาดเอนไซม์เนื่องจากการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมในมนุษย์อาจทำให้เสียชีวิตก่อนวัยอันควร

ซัลไฟต์เป็นสารประกอบที่เป็นพิษต่อระบบประสาทดังนั้นการทำงานของเอนไซม์ซัลไฟต์ออกซิเดสในระดับต่ำอาจทำให้เกิดความเจ็บป่วยทางจิตปัญญาอ่อนความเสื่อมโทรมทางจิตและความตายในที่สุด

ในการเผาผลาญธาตุเหล็กและเป็นส่วนประกอบของฟัน

โมลิบดีนัมมีส่วนเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญของธาตุเหล็กช่วยในการดูดซึมของลำไส้และการสร้างเม็ดเลือดแดง นอกจากนี้ยังเป็นส่วนหนึ่งของเคลือบฟันและฟลูออไรด์ยังช่วยในการป้องกันฟันผุอีกด้วย

ข้อบกพร่อง

การขาดโมลิบดีนัมในการบริโภคมีความเชื่อมโยงกับอุบัติการณ์ของมะเร็งหลอดอาหารที่สูงขึ้นในภูมิภาคของจีนและอิหร่านเมื่อเทียบกับภูมิภาคของสหรัฐอเมริกาที่มีโมลิบดีนัมในระดับสูง

ความสำคัญในพืช

ไนเตรตรีดักเตสเป็นเอนไซม์ที่มีบทบาทสำคัญในพืชเนื่องจากร่วมกับเอนไซม์ไนไตรต์รีดักเทสจะเข้าไปขัดขวางการเปลี่ยนไนเตรตเป็นแอมโมเนียม

เอนไซม์ทั้งสองต้องการปัจจัยร่วม (Mo-co) สำหรับการทำงาน ปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ไนเตรตรีดักเทสสามารถสรุปได้ดังนี้:

ไนเตรต + ผู้บริจาคอิเล็กตรอน + H ₂ O => ไนไตรต์ + ผู้บริจาคอิเล็กตรอนออกซิไดซ์

กระบวนการออกซิเดชั่นไนเตรตเกิดขึ้นในไซโทพลาสซึมของเซลล์พืช ไนไตรต์ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาก่อนหน้านี้จะถูกถ่ายโอนไปยังพลาสติด เอนไซม์ไนไตรต์รีดักเตสจะออกฤทธิ์กับไนไตรต์ทำให้เกิดแอมโมเนีย

แอมโมเนียมใช้ในการสังเคราะห์กรดอะมิโน นอกจากนี้พืชยังใช้โมลิบดีนัมในการเปลี่ยนฟอสฟอรัสอนินทรีย์เป็นฟอสฟอรัสอินทรีย์

ฟอสฟอรัสอินทรีย์มีอยู่ในโมเลกุลของฟังก์ชันทางชีวภาพหลายชนิดเช่น ATP กลูโคส -6- ฟอสเฟตกรดนิวคลีอิกโฟลิปิดเป็นต้น

การขาดโมลิบดีนัมส่วนใหญ่มีผลต่อกลุ่มของไม้กางเขนพืชตระกูลถั่วเซ็ตเทียสและพริมโรส

ในกะหล่ำดอกการขาดโมลิบดีนัมทำให้ความกว้างของใบมีข้อ จำกัด ลดการเจริญเติบโตของพืชและการสร้างดอกไม้

การใช้งานและการใช้งาน

ตัวเร่ง

- เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการ desulfurization ของปิโตรเลียมปิโตรเคมีและของเหลวที่ได้จากถ่านหิน คอมเพล็กซ์ตัวเร่งปฏิกิริยาประกอบด้วย MoS _{2 ที่}แก้ไขบนอลูมินาและเปิดใช้งานโดยโคบอลต์และนิกเกิล

-Molybdate สร้างสารประกอบเชิงซ้อนที่มีบิสมัทสำหรับการออกซิเดชั่นที่เลือกของโพรพีนแอมโมเนียและอากาศ ดังนั้นพวกมันจึงรวมตัวกันเป็นอะคริโลไนไตรล์อะซิโทไนไตรล์และสารเคมีอื่น ๆ ซึ่งเป็นวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมพลาสติกและเส้นใย

ในทำนองเดียวกันโมลิบเดตของเหล็กเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชั่นเฉพาะของเมทานอลเป็นฟอร์มาลดีไฮด์

รงควัตถุ

- โมลิบดีนัมมีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างเม็ดสี ตัวอย่างเช่นสีส้มโมลิบดีนัมเกิดจากการตกตะกอนร่วมของตะกั่วโครเมตโมลิบดีนัมตะกั่วและตะกั่วซัลเฟต

นี่คือเม็ดสีอ่อนที่มีความเสถียรที่อุณหภูมิต่างๆโดยปรากฏเป็นสีแดงส้มหรือแดงเหลือง ใช้ในการเตรียมสีและพลาสติกรวมถึงผลิตภัณฑ์ยางและเซรามิก

molybdate

-Molybdate เป็นสารยับยั้งการกัดกร่อน โซเดียมโมลิบเดตถูกใช้แทนโครเมตเพื่อยับยั้งการกัดกร่อนของเหล็กที่มีอุณหภูมิในช่วง pH กว้าง

- ใช้ในเครื่องทำน้ำเย็นเครื่องปรับอากาศและระบบทำความร้อน โมลิบดีนัมยังใช้เพื่อยับยั้งการกัดกร่อนในระบบไฮดรอลิกและในวิศวกรรมยานยนต์ นอกจากนี้ยังใช้เม็ดสีที่ยับยั้งการกัดกร่อนในสี

-Molybdate เนื่องจากคุณสมบัติของจุดหลอมเหลวสูงค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำและการนำความร้อนสูงใช้ในการผลิตเทปและเกลียวที่ใช้ในอุตสาหกรรมแสงสว่าง

- ใช้ในเมนบอร์ดสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง อิเล็กโทรดสำหรับการหลอมแก้ว ห้องสำหรับเตาเผาอุณหภูมิสูงและแคโทดสำหรับเคลือบเซลล์แสงอาทิตย์และจอแบน

- นอกจากนี้โมลิบดีนัมยังใช้ในการผลิตเบ้าหลอมสำหรับกระบวนการปกติทั้งหมดในด้านการแปรรูปแซฟไฟร์

โลหะผสมกับเหล็ก

- โมลิบดีนัมใช้ในโลหะผสมกับเหล็กที่ทนต่ออุณหภูมิและแรงกดดันสูง โลหะผสมเหล่านี้ใช้ในอุตสาหกรรมการก่อสร้างและในการผลิตชิ้นส่วนสำหรับเครื่องบินและรถยนต์

- โมลิบดีนัมแม้ที่ความเข้มข้นต่ำถึง 2% ทำให้โลหะผสมกับเหล็กมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนสูง

การใช้งานอื่น ๆ

-Molybdate ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ในการผลิตหน้าจอ LCD ในการบำบัดน้ำและแม้กระทั่งในการใช้ลำแสงเลเซอร์

- โมลิบเดตไดซัลไฟด์เป็นน้ำมันหล่อลื่นที่ดีและมีคุณสมบัติทนต่อแรงกดสูงในการทำงานร่วมกันของน้ำมันหล่อลื่นกับโลหะ

น้ำมันหล่อลื่นก่อตัวเป็นชั้นผลึกบนพื้นผิวของโลหะ ด้วยเหตุนี้แรงเสียดทานโลหะกับโลหะจึงลดลงเหลือน้อยที่สุดแม้ในอุณหภูมิสูง

อ้างอิง

1. วิกิพีเดีย (2018) โมลิบดีนัม สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
2. ร. เรือ. (2016) โมลิบดีนัม สืบค้นจาก: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
3. International Molybdenum Association (IMOA) (2018) โมลิบดีนัม นำมาจาก: imoa.info
4. F Jona และ PM Marcus (2005) โครงสร้างผลึกและความเสถียรของโมลิบดีนัมที่ความกดดันสูงมาก J. Phys .: Condens. เรื่อง 17 1049.
5. Plansee (เอสเอฟ) โมลิบดีนัม ดึงมาจาก: plansee.com
6. Lenntech (2018) โมลิบดีนัม - Mo กู้คืนจาก: lenntech.com
7. Curiosoando.com (18 ตุลาคม 2559). อาการขาดโมลิบดีนัมคืออะไร? สืบค้นจาก: curiosoando.com
8. เอ็ด Bloodnick (21 มีนาคม 2561). บทบาทของโมลิบดีนัมในการเพาะปลูกพืช สืบค้นจาก: pthorticulture.com