MOLIBDENUM: STRUKTUR, SIFAT, VALENSI, FUNGSI - KIMIA - 2025

The molibdenum (Mo) adalah logam peralihan yang dipunyai oleh kumpulan 6, tempoh 5 daripada Jadual Berkala. Ia mempunyai konfigurasi elektronik (Kr) 4d ⁵ 5s ¹ ; nombor atom 42 dan jisim atom purata 95.94 g / mol. Ia mempunyai 7 isotop stabil: ⁹² Mo, ⁹⁴ Mo, ⁹⁵ Mo, ⁹⁶ Mo, ⁹⁷ Mo, ⁹⁸ Mo dan ¹⁰⁰ Mo; menjadi isotop ⁹⁸ Mo yang lebih tinggi.

Ia adalah logam putih dengan penampilan perak dan mempunyai sifat kimia yang serupa dengan kromium. Sebenarnya, kedua-duanya adalah unsur logam dari kumpulan yang sama, kromium terletak di atas molibdenum; iaitu molibdenum lebih berat dan mempunyai tahap tenaga yang lebih tinggi.

Sumber: Oleh Hi-Res Images of Chemical Elements (http://images-of-elements.com/molybdenum.php), melalui Wikimedia Commons

Molibdenum tidak didapati bebas di alam, tetapi sebagai sebahagian daripada mineral, yang paling banyak adalah molibdenit (MoS ₂ ). Di samping itu, ia dikaitkan dengan mineral sulfur lain, dari mana tembaga juga diperoleh.

Penggunaannya meningkat selama Perang Dunia Pertama, kerana ia menggantikan tungsten, yang langka akibat eksploitasi besar-besaran.

ciri-ciri

Molibdenum dicirikan oleh ketahanannya yang hebat, tahan terhadap kakisan, takat lebur yang tinggi, mudah dilembutkan dan tahan suhu tinggi. Ia dianggap sebagai logam tahan api kerana mempunyai takat lebur lebih tinggi daripada platinum (1,772º C).

Ia juga mempunyai satu set sifat tambahan: tenaga pengikat atomnya tinggi, tekanan wap rendah, pekali pengembangan haba rendah, tahap kekonduksian terma yang tinggi dan rintangan elektrik yang rendah.

Semua sifat dan ciri ini memungkinkan molibdenum mempunyai banyak kegunaan dan aplikasi, yang paling terkenal ialah pembentukan aloi dengan baja.

Sebaliknya, ia adalah unsur jejak penting bagi kehidupan. Pada bakteria dan tumbuhan, molibdenum adalah kofaktor yang terdapat dalam banyak enzim yang terlibat dalam penetapan dan penggunaan nitrogen.

Molibdenum adalah kofaktor untuk aktiviti enzim oksotransferase, yang memindahkan atom oksigen dari air sambil memindahkan dua elektron. Enzim ini termasuk oksidase xanthine primata, yang fungsinya adalah mengoksidakan xanthine ke asid urik.

Ia dapat diperoleh dari beberapa makanan, termasuk yang berikut: kembang kol, bayam, bawang putih, biji-bijian, soba, kuman gandum, lentil, biji bunga matahari, dan susu.

Penemuan

Molibdenum tidak terisolasi di alam, jadi di banyak kompleksnya, ia dikelirukan pada zaman kuno dengan plumbum atau karbon.

Pada tahun 1778, Carl Wilhelm, seorang ahli kimia dan ahli farmasi Sweden, berjaya mengenal pasti molibdenum sebagai unsur yang berbeza. Wilhelm merawat molibdenit (MoS ₂ ) dengan asid nitrik, memperoleh sebatian sifat asid di mana dia mengenal pasti molibdenum.

Kemudian, pada tahun 1782, Peter Jacob Hjelm, menggunakan sebatian asid Wilhelm, dengan pengurangan dengan karbon, berjaya mengasingkan molibdenum yang tidak murni.

Struktur

Apakah struktur kristal molibdenum? Atom logamnya menggunakan sistem kristal kubik berpusat badan (bcc) pada tekanan atmosfera. Pada tekanan yang lebih tinggi, atom molibdenum padat untuk membentuk struktur yang lebih padat, seperti kubik berpusat muka (fcc) dan heksagon (hcp).

Ikatan logamnya kuat, dan bertepatan dengan fakta bahawa ia adalah salah satu pepejal dengan takat lebur tertinggi (2623ºC). Kekuatan struktur ini disebabkan oleh fakta bahawa molibdenum kaya dengan elektron, struktur kristalnya sangat padat, dan lebih berat daripada kromium. Ketiga-tiga faktor ini memungkinkan untuk menguatkan aloi di mana ia adalah bahagian.

Sebaliknya, yang lebih penting daripada struktur molibdenum logam ialah struktur sebatiannya. Molibdenum dicirikan oleh kemampuannya untuk membentuk sebatian dinuklear (Mo-Mo) atau polinuklear (Mo-Mo-Mo- ···).

Ia juga dapat berkoordinasi dengan molekul lain untuk membentuk sebatian dengan formula MoX ₄ hingga MoX ₈ . Di dalam sebatian ini, kehadiran jambatan oksigen (Mo-O-Mo) atau sulfur (Mo-S-Mo) adalah perkara biasa.

Hartanah

Penampilan

Putih keperakan padat.

Takat lebur

2,623 ° C (2,896 K).

Takat didih

4,639 ° C (4,912 K).

Enthalpy of fusion

32 kJ / mol.

Enthalpy pengewapan

598 kJ / mol.

Tekanan wap

3.47 Pa pada 3.000 K.

Kekerasan pada skala Mohs

5.5

Keterlarutan air

Sebatian molibdenum kurang larut dalam air. Walau bagaimanapun, ion molibdate MoO ₄ ^-2 larut.

Hakisan

Ia tahan terhadap kakisan dan merupakan salah satu logam yang paling tahan terhadap tindakan asid hidroklorik.

Pengoksidaan

Ia tidak berkarat pada suhu bilik. Untuk berkarat dengan cepat memerlukan suhu lebih tinggi daripada 600 ºC.

Valencias

Konfigurasi elektron molibdenum ialah 4d ⁵ 5s ¹ , jadi ia mempunyai enam elektron valens. Bergantung pada atom yang diikatnya, logam boleh kehilangan semua elektronnya dan mempunyai nilai valensi +6 (VI). Sebagai contoh, jika ia membentuk ikatan dengan atom fluorin elektronegatif (MoF ₆ ).

Walau bagaimanapun, ia boleh kehilangan 1 hingga 5 elektron. Oleh itu, jaraknya merangkumi antara +1 (I) hingga +5 (V). Apabila kehilangan hanya satu elektron, ia meninggalkan orbit 5s, dan konfigurasinya menjadi 4d ⁵ . Lima elektron orbit 4d memerlukan media yang sangat berasid dan spesies seperti elektron untuk meninggalkan atom Mo.

Dari enam kekuatannya, yang manakah paling biasa? The +4 (IV) dan +6 (VI). Mo (IV) mempunyai konfigurasi 4d ² , sementara Mo (VI),.

Untuk Mo ⁴⁺ tidak jelas mengapa ia lebih stabil daripada, misalnya, Mo ³⁺ (seperti yang berlaku pada Cr ³⁺ ). Tetapi untuk Mo ⁶⁺ mungkin kehilangan enam elektron ini kerana krypton gas mulia menjadi isoelektronik.

Molibdenum klorida

Satu siri molibdenum klorida dengan valensi atau keadaan pengoksidaan yang berbeza disenaraikan di bawah, dari (II) hingga (VI):

-Molibdenum diklorida (MoCl ₂ ). Pepejal kuning.

-Molibdenum triklorida (MoCl ₃ ). Pepejal merah gelap.

-Molibdenum tetraklorida (MoCl ₄ ). Hitam pejal.

-Molibdenum pentaklorida (MoCl ₅ ). Hijau gelap pekat.

-Molibdenum hexachloride (MoCl ₆ ). Coklat padat.

Berfungsi dalam badan

Molibdenum adalah unsur jejak penting untuk kehidupan, kerana ia hadir sebagai kofaktor dalam banyak enzim. Oxotransferases menggunakan molibdenum sebagai kofaktor untuk memenuhi fungsi mereka memindahkan oksigen dari air dengan sepasang elektron.

Antara oksotransferase adalah:

• Oksidase Xanthine.
• Aldehid oksidase, yang mengoksidakan aldehid.
• Amina dan sulfida di hati.
• Sulfite oxidase, yang mengoksidakan sulfite di hati.
• Reduktase nitrat.
• Nitrit reduktase terdapat pada tumbuhan.

Enzim Xanthine

Enzim xanthine oksidase mengkatalisis tahap akhir dalam katabolisme purin pada primata: penukaran xanthine menjadi asid urik, sebatian yang kemudian dikeluarkan.

Xanthine oxidase mempunyai FAD sebagai koenzim. Selain itu, besi dan molibdenum bukan heme terlibat dalam tindakan pemangkin. Tindakan enzim dapat dijelaskan dengan persamaan kimia berikut:

Xanthine + H ₂ O + O ₂ => Asid Urik + H ₂ O ₂

Molibdenum bertindak sebagai molibdopterin kofaktor (Mo-co). Xanthine oxidase terdapat terutamanya di hati dan usus kecil, tetapi penggunaan teknik imunologi telah memungkinkan lokasinya di kelenjar susu, otot rangka, dan buah pinggang.

Enzim xanthine oxidase dihambat oleh ubat Allopurinol, yang digunakan dalam rawatan gout. Pada tahun 2008, pengkomersialan ubat Febuxostat bermula dengan prestasi yang lebih baik dalam rawatan penyakit ini.

Enzim aldehid oksidase

Enzim aldehid oksidase terletak di sitoplasma sel, ditemukan di kerajaan sayuran dan di kerajaan haiwan. Enzim memangkinkan pengoksidaan aldehid kepada asid karboksilik.

Sitokrom P ₄₅₀ dan perantaraan enzim monoamine oxidase (MAO) juga menjadi pemangkin pengoksidaan .

Oleh kerana kekhususannya yang luas, enzim aldehid oksidase dapat mengoksidasi banyak ubat, menjalankan fungsinya terutama di hati. Tindakan enzim pada aldehid dapat dijelaskan dengan cara berikut:

Aldehid + H ₂ O + O ₂ => Asid Karboksilik + H ₂ O ₂

Enzim sulfida oksidase

Enzim sulfida oksidase terlibat dalam penukaran sulfite menjadi sulfat. Ini adalah langkah akhir dalam degradasi sebatian yang mengandungi sulfur. Reaksi yang dikatalisis oleh enzim berlaku mengikut skema berikut:

SO ₃ ^-2 + H ₂ O + 2 (Cytochrome C) teroksidasi => SO ₄ ^-2 + 2 (Cytochrome C) dikurangkan + 2 H ⁺

Kekurangan enzim kerana mutasi genetik pada manusia boleh menyebabkan kematian pramatang.

Sulfite adalah sebatian neurotoksik, oleh itu aktiviti enzim sulfite oksidase yang rendah dapat menyebabkan penyakit mental, keterbelakangan mental, penurunan mental dan akhirnya kematian.

Dalam metabolisme zat besi dan sebagai komponen gigi

Molibdenum terlibat dalam metabolisme zat besi, memudahkan penyerapan usus dan pembentukan eritrosit. Selain itu, ia adalah bahagian enamel gigi, dan bersama dengan fluorida ia membantu dalam pencegahan rongga.

Kekurangan

Kekurangan pengambilan molibdenum dikaitkan dengan kejadian barah esofagus yang lebih tinggi di wilayah China dan Iran, berbanding dengan wilayah Amerika Syarikat dengan kadar molibdenum yang tinggi.

Kepentingan dalam Tumbuhan

Nitrat reduktase adalah enzim yang memenuhi fungsi penting pada tanaman, kerana bersama dengan enzim nitrit reduktase ia mengganggu dalam transformasi nitrat menjadi amonium.

Kedua-dua enzim memerlukan kofaktor (Mo-co) untuk operasi mereka. Reaksi yang dikatalisis oleh enzim nitrat reduktase dapat dinyatakan sebagai berikut:

Donor Nitrat + Elektron + H ₂ O => Penderma Elektron Nitrit + Oksida

Proses pengurangan oksidasi nitrat berlaku dalam sitoplasma sel tumbuhan. Nitrit, produk tindak balas sebelumnya, dipindahkan ke plastid. Enzim nitrit reduktase bertindak pada nitrit, menyebabkan amonia.

Ammonium digunakan untuk mensintesis asid amino. Sebagai tambahan, tumbuhan menggunakan molibdenum dalam penukaran fosforus anorganik menjadi fosfor organik.

Fosforus organik terdapat dalam banyak molekul fungsi biologi, seperti: ATP, glukosa-6-fosfat, asid nukleik, pholipid, dll.

Kekurangan molibdenum terutamanya mempengaruhi kumpulan salib, kekacang, poinsettias, dan primroses.

Pada kembang kol, kekurangan molibdenum menyebabkan sekatan lebar daun daun, pengurangan pertumbuhan tanaman dan pembentukan bunga.

Kegunaan dan aplikasi

Pemangkin

-Ia adalah pemangkin untuk desulfurisasi petroleum, petrokimia dan cecair yang berasal dari arang batu. Kompleks pemangkin terdiri daripada MoS _{2 yang} terpaku pada alumina, dan diaktifkan oleh kobalt dan nikel.

-Molibate membentuk kompleks dengan bismut untuk pengoksidaan selektif propena, ammonia dan udara. Oleh itu, mereka membentuk akrilonitril, asetonitril dan bahan kimia lain, yang merupakan bahan mentah untuk industri plastik dan serat.

Begitu juga, molibdat besi mengkatalisis pengoksidaan sel metanol ke formaldehid.

Pigmen

-Molibdenum terlibat dalam pembentukan pigmen. Contohnya, oren molibdenum terbentuk oleh pemendakan bersama kromat plumbum, molibdat plumbum, dan sulfat plumbum.

Ini adalah pigmen ringan yang stabil pada pelbagai suhu, muncul dalam warna merah terang, oren atau merah-kuning. Ia digunakan dalam penyediaan cat dan plastik, serta produk getah dan seramik.

Molybdate

-Molybdate adalah perencat kakisan. Natrium molibdat telah digunakan sebagai pengganti kromat untuk menghambat kakisan keluli tempered pada julat pH yang luas.

-Ia digunakan dalam penyejuk air, penghawa dingin dan sistem pemanasan. Molybdates juga digunakan untuk menghalang kakisan dalam sistem hidraulik dan dalam kejuruteraan automotif. Juga, pigmen yang menghalang kakisan digunakan pada cat.

-Molibate, kerana sifatnya pada titik lebur yang tinggi, pekali pengembangan haba yang rendah dan kekonduksian terma yang tinggi, digunakan untuk menghasilkan pita dan benang yang digunakan oleh industri pencahayaan.

-Digunakan dalam papan induk untuk semikonduktor; dalam elektronik kuasa; elektrod untuk lebur kaca; ruang untuk tungku suhu tinggi dan katod untuk melapisi sel suria dan skrin rata.

-Dan juga, molibdate digunakan dalam penghasilan cawan untuk semua proses biasa dalam bidang pemprosesan nilam.

Aloi dengan keluli

-Molibdenum digunakan dalam aloi dengan keluli yang tahan suhu dan tekanan tinggi. Aloi ini digunakan dalam industri pembinaan dan pembuatan komponen untuk pesawat dan kenderaan.

-Molibate, walaupun pada kepekatan serendah 2%, memberikan paduannya dengan keluli ketahanan yang tinggi terhadap kakisan.

Kegunaan lain

-Molibate digunakan dalam industri aeroangkasa; dalam pembuatan skrin LCD; dalam rawatan air dan bahkan dalam penerapan pancaran laser.

-Molibate disulfida, dengan sendirinya, pelincir yang baik dan memberikan sifat toleransi tekanan yang melampau dalam interaksi pelincir dengan logam.

Pelincir membentuk lapisan kristal di permukaan logam. Berkat ini, geseran logam-logam dikurangkan minimum, walaupun pada suhu tinggi.

Rujukan

1. Wikipedia. (2018). Molibdenum. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
2. R. Kapal. (2016). Molibdenum. Dipulihkan dari: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
3. Persatuan Molibdenum Antarabangsa (IMOA). (2018). Molibdenum. Diambil dari: imoa.info
4. F Jona dan PM Marcus. (2005). Struktur kristal dan kestabilan molibdenum pada tekanan ultrahigh. J. Fiz .: Condens. Perkara 17 1049.
5. Pelan. (sf). Molibdenum. Dipulihkan dari: rencanaee.com
6. Lenntech. (2018). Molibdenum - Mo Dipulihkan dari: lenntech.com
7. Curiosoando.com (18 Oktober 2016). Apakah gejala kekurangan molibdenum? Dipulihkan dari: curiosoando.com
8. Ed Bloodnick. (21 Mac 2018). Peranan molibdenum dalam penanaman tanaman. Dipulihkan dari: pthorticulture.com