الموليبدينوم هيكل ، خصائص ، التكافؤ ، وظائف

ال الموليبدينوم (Mo) هو معدن انتقالي ، ينتمي إلى المجموعة 6 ، الفترة 5 من الجدول الدوري. لديها التكوين الإلكتروني (Kr) 4d⁵5S¹. العدد الذري 42 والكتلة الذرية المتوسطة 95.94 جم / مول. يعرض 7 نظائر مستقرة: ⁹²مو, ⁹⁴مو, ⁹⁵مو, ⁹⁶مو, ⁹⁷مو, ⁹⁸مو و ¹⁰⁰مو. كونه النظير ⁹⁸مو الذي هو في أكبر نسبة.

إنه معدن أبيض ذو مظهر فضي وله خصائص كيميائية مماثلة للكروم. في الواقع ، كلاهما عناصر معدنية من نفس المجموعة ، والكروم يقع فوق الموليبدينوم ؛ وهذا هو ، الموليبدينوم أثقل ولها مستوى طاقة أعلى.

الموليبدينوم ليس حرا في الطبيعة ، لكنه جزء من المعادن ، وأكثرها وفرة هي الموليبدينيت (MoS)₂). بالإضافة إلى ذلك ، يرتبط مع المعادن الأخرى للكبريت ، والتي يتم الحصول على النحاس منها أيضًا. 

زاد استخدامه خلال الحرب العالمية الأولى ، لأنه حل محل التنغستن ، والذي كان نادرًا بسبب استغلاله على نطاق واسع.

مؤشر

• 1 الخصائص
• 2 الاكتشاف
• 3 هيكل
• 4 خصائص
• 5 فالنسيا
  • 5.1 كلوريد الموليبدينوم
• 6 وظائف في الجسم
  • 6.1 انزيم الزانثين
  • 6.2 إنزيم الألدهيد أوكسيديز
  • 6.3 إنزيم أوكسيديز سلفيت
  • 6.4 في استقلاب الحديد وكمكون من الأسنان
  • 6.5 نقص
• 7 أهمية في النباتات
• 8 الاستخدامات والتطبيقات
  • 8.1 محفز
  • 8.2 أصباغ
  • 8.3 موليبدات
  • 8.4 سبائك مع الصلب
  • 8.5 استخدامات أخرى
• 9 المراجع

ملامح

يتميز الموليبدينوم بمتانته العالية ومقاومته للتآكل ونقطة الانصهار العالية ، كما أنه مرن ويتحمل درجات الحرارة العالية. يعتبر معدن صهر لأنه يحتوي على نقطة انصهار أعلى من البلاتين (1،772 درجة مئوية).

كما أن لديها مجموعة من الخصائص الإضافية: طاقة الربط لذراتها عالية ، ضغط بخار منخفض ، معامل منخفض للتمدد الحراري ، مستوى عال من التوصيل الحراري ومقاومة كهربائية منخفضة.

كل هذه الخصائص والخصائص سمحت للموليبدينوم بأن يكون له العديد من الاستخدامات والتطبيقات ، كونه الأكثر شهرة في تشكيل السبائك الفولاذية.

من ناحية أخرى ، يعد عنصر تتبع أساسيًا للحياة. في البكتيريا والنباتات الموليبدينوم هو عامل مساعد موجود في العديد من الإنزيمات المشاركة في تثبيت واستخدام النيتروجين.

الموليبدينوم هو عامل مساعد لنشاط إنزيمات أوكسي ترانسفيراز ، التي تنقل ذرات الأكسجين من الماء ، بينما تنقل إلكترونين. من بين هذه الأنزيمات ، أوكسيديز الزانثين من الرئيسات ، وظيفته هي أكسدة الزانثين إلى حمض اليوريك..

يمكن الحصول عليها من الأطعمة المختلفة ، بما في ذلك: القرنبيط ، السبانخ ، الثوم ، الحبوب الكاملة ، الحنطة السوداء ، جرثومة القمح ، العدس ، بذور عباد الشمس والحليب.

اكتشاف

الموليبدينوم ليس معزولًا في الطبيعة ، لذا في العديد من مجمعاته كان مرتبكًا في العصور القديمة بالرصاص أو الكربون.

في عام 1778 ، تمكن كارل فيلهلم ، الكيميائي والصيدلي السويدي ، من التعرف على الموليبدينوم كعنصر متميز. فيلهلم الموليبدينيت المعالجة (MoS)₂) مع حامض النتريك ، والحصول على مركب ذي طبيعة حمضية تعرف فيه على الموليبدينوم.

في وقت لاحق ، في عام 1782 ، تمكن بيتر جاكوب هيلم ، باستخدام مركب فيلهلم الحمضي ، عن طريق الحد من الكربون ، من عزل الموليبدينوم النجس.

هيكل

ما هو الهيكل البلوري للموليبدينوم؟ تعتمد ذراتها المعدنية على النظام البلوري التكعيبي المتمركز في الجسم (نسخة مخفية ، في اختصاره باللغة الإنجليزية) عند الضغط الجوي. عند الضغط العالي ، يتم ضغط ذرات الموليبدينوم لتكوين هياكل أكثر كثافة ، مثل المكعب المتمركز على الوجوه (fcc) والسداسي (hcp).

الرابطة المعدنية قوية ، وتتزامن مع كونها واحدة من المواد الصلبة ذات أعلى نقطة انصهار (2623 درجة مئوية). ترجع هذه القوة الهيكلية إلى حقيقة أن الموليبدينوم غني بالإلكترونات ، وبنيته البلورية كثيفة بدرجة كبيرة ، وأثقل من الكروم. هذه العوامل الثلاثة تسمح لك بتقوية السبائك التي أنت جزء منها.

من ناحية أخرى ، أكثر أهمية من هيكل الموليبدينوم المعدني ، هو أن مركباته. يتميز الموليبدينوم بقدرته على تكوين مركبات مفاعل نو نووي (Mo-Mo) أو متعدد النوى (Mo-Mo-Mo- ···).

وبالمثل ، يمكن أن تنسق مع جزيئات أخرى لتشكيل مركبات مع صيغ MoX₄ حتى MoX₈. ضمن هذه المركبات شائع وجود جسور الأكسجين (Mo-O-Mo) أو الكبريت (Mo-S-Mo).

خصائص

مظهر

الفضة البيضاء الصلبة.

نقطة انصهار

2،623 درجة مئوية (2،896 كلفن).

نقطة الغليان

4.639 درجة مئوية (4.912 كلفن).

المحتوى الحراري من الانصهار

32 كيلوجول / مول.

المحتوى الحراري من التبخير

598 كيلو جول / مول.

ضغط البخار

3.47 Pa إلى 3.000 K.

صلابة على نطاق موس

5.5

الذوبان في الماء

مركبات الموليبدينوم قليلة الذوبان في الماء. ومع ذلك ، فإن MoO موليبدات₄^-2 انها قابلة للذوبان.

تآكل

إنه مقاوم للتآكل وهو أفضل مقاومة لمقاومة حمض الهيدروكلوريك.

أكسدة

لا تتأكسد في درجة حرارة الغرفة. يتطلب التأكسد بسرعة درجات حرارة أعلى من 600 درجة مئوية.

التكافؤ

التكوين الإلكتروني للموليبدينوم هو [Kr] 4d⁵5S¹, لذلك لديه ستة إلكترونات التكافؤ. اعتمادًا على أي ذرة مرتبطة ، يمكن أن يفقد المعدن جميع إلكتروناته ويحصل على تكافؤ +6 (VI). على سبيل المثال ، إذا قمت بتكوين روابط مع ذرة الفلور الإلكترونية (MoF)₆).

ومع ذلك ، يمكن أن تفقد 1 إلى 5 إلكترونات. وبالتالي ، تمتد قيم التكافؤ من الفاصل الزمني من +1 (I) إلى +5 (V). عندما يفقد إلكترون واحد فقط ، فإنه يترك المداري 5s ، ويظل تكوينه كما هو [Kr] 4d⁵. تتطلب الإلكترونات الخمسة من المدار 4D وسائط حمضية للغاية وأنواع تشبه الإلكترون للغاية لتترك ذرة Mo..

من ستة التكافؤ ، والتي هي الأكثر شيوعا؟ +4 (IV) و +6 (VI). مو (الرابع) لديه التكوين [كر] 4d², بينما مو (السادس) ، [كر].

عن مو⁴⁺ ليس من الواضح لماذا هو أكثر استقرارا من ، على سبيل المثال ، مو³⁺ (كما هو الحال مع الكروم³⁺). لكن من أجل مو⁶⁺ من الممكن أن تفقد هذه الإلكترونات الستة لأنها تصبح إلكترونية للكريبتون بالغاز النبيل.

كلوريد الموليبدينوم

يوجد أدناه سلسلة من كلوريد الموليبدينوم ذات أبعاد مختلفة أو حالات أكسدة ، من (II) إلى (VI):

-الموليبدينوم ثنائي كلوريد (MoCl₂). أصفر صلب.

-الموليبدينوم ثلاثي كلوريد (MoCl₃). الأحمر الداكن الصلبة.

-الموليبدينوم رباعي كلوريد (MoCl₄). أسود صلب.

-الموليبدينوم خماسي كلوريد (MoCl₅). الأخضر الداكن الصلبة.

-الموليبدينوم سداسي كلوريد (MoCl₆). بني صلب.

وظائف في الجسم

الموليبدينوم هو عنصر أساسي للحياة ، لأنه موجود كعامل مساعد في العديد من الإنزيمات. تستخدم الناقلات النانوية الموليبدينوم كعامل مساعد لإنجاز وظيفته المتمثلة في نقل الأكسجين من الماء باستخدام زوج من الإلكترونات.

من بين الناقلات oxot:

• زانثين أوكسيديز.
• أوكسيديز الألدهيد ، الذي يؤكسد الألدهيدات.
• الأمينات والكبريتيدات في الكبد.
• أوكسيديز الكبريتيت ، الذي يؤكسد الكبريتيت في الكبد.
• نترات اختزال.
• النتريت اختزال موجودة في النباتات.

انزيم الزانثين

يحفز إنزيم أكسيد الزانثين أوكسيديز الخطوة النهائية في هدم البيورينات في الرئيسيات: تحويل الزانثين إلى حمض اليوريك ، وهو مركب يتم إفرازه بعد ذلك.

أوكسيديز الزانثين لديه أنزيم إلى FAD. بالإضافة إلى ذلك ، يتدخل الحديد غير الهيم والموليبدينوم في النشاط الحفاز. يمكن وصف عمل الإنزيم بالمعادلة الكيميائية التالية:

زانثين + ح₂O + O₂  => حمض اليوريك + H₂O₂

يتدخل الموليبدينوم كعامل مساعد mibibdopterin (Mo-co). يوجد أكسيد الزانثين بشكل رئيسي في الكبد والأمعاء الدقيقة ، لكن استخدام التقنيات المناعية سمح لموقعه في الغدد الثديية والعضلات الهيكلية والكلى.

يحول دون استخدام إنزيم الزانثين أوكسيديز بواسطة عقار Alopurinol ، المستخدم في علاج النقرس. في عام 2008 ، بدأ تسويق عقار Febuxostat بأداء أفضل في علاج المرض.

إنزيم الألدهيد أوكسيديز

يوجد إنزيم الألدهيد أوكسيديز في السيتوبلازم الخلوي ، الموجود في المملكة النباتية وفي المملكة الحيوانية. يحفز الإنزيم أكسدة الألدهيد في حمض الكربوكسيل.

كما أنه يحفز أكسدة السيتوكروم P₄₅₀ والمنتجات الوسيطة لإنزيم أحادي الأمين أوكسيديز (MAO).

بسبب خصوصياته الواسعة ، يمكن لأكسيداز إنزيم الألدهيد أن يؤكسد العديد من الأدوية ، يؤدي وظيفته بشكل رئيسي في الكبد. يمكن تخطيط عمل الإنزيم على الألدهيد بالطريقة التالية:

ألدهيد + ح₂O + O₂ => حمض الكربوكسيل + H₂O₂

إنزيم أكسيد الكبريت

ويشارك إنزيم أوكسيديز الكبريت في تحويل الكبريتيت إلى كبريتات. هذه هي الخطوة النهائية لتدهور المركبات المحتوية على الكبريت. يحدث التفاعل المحفز بواسطة الإنزيم وفقًا للمخطط التالي:

SW₃^-2 + H₂O + 2 (السيتوكروم C) يتأكسد => SO₄^-2 + 2 (Cytochrome C) مخفضة + 2 H⁺

يمكن أن يؤدي نقص الإنزيم بسبب طفرة جينية في الإنسان إلى الوفاة المبكرة.

الكبريتيت مركب سام للسمية العصبية ، لذا فإن النشاط المنخفض لإنزيم أوكسيديز الكبريت يمكن أن يسبب مرض عقلي ، والتخلف العقلي ، والتدهور العقلي ، وفي النهاية الموت.

في عملية التمثيل الغذائي للحديد وكمكون من الأسنان

يتدخل الموليبدينوم في استقلاب الحديد ، مما يسهل امتصاصه في الأمعاء وتكوين كريات الدم الحمراء. بالإضافة إلى ذلك ، فهو جزء من مينا الأسنان ، ويساعد مع الفلوريد في الوقاية من تسوس الأسنان.

نقص

تم ربط نقص في الموليبدينوم بزيادة حدوث سرطان المريء في مناطق الصين وإيران ، مقارنة بمناطق الولايات المتحدة ذات مستويات عالية من الموليبدينوم.

الأهمية في النباتات

إنزيم اختزال النترات هو إنزيم يلعب دورًا حيويًا في النباتات ، لأنه يترافق مع إنزيم النتريت المختزل في تحويل النترات إلى أمونيوم.

يحتاج الإنزيمان إلى عامل مساعد (Mo-co). يمكن تخطيط التفاعل الذي يحفز بواسطة اختزال نترات الإنزيم على النحو التالي:

نترات + إلكترون مانح + H₂O => نتريت + أكسدة مانحة للإلكترون

تحدث عملية الحد من أكسدة النترات في السيتوبلازم من الخلايا النباتية. يتم نقل النتريت ، نتاج رد الفعل السابق ، إلى البلاستيد. يعمل نتريت الإنزيم على اختزال النتريت الأمونيوم الأصلي.

يستخدم الأمونيوم لتركيب الأحماض الأمينية. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم النباتات الموليبدينوم في تحويل الفسفور غير العضوي إلى فسفور عضوي.

يوجد الفسفور العضوي في العديد من جزيئات الوظيفة البيولوجية ، مثل: ATP ، الجلوكوز 6 - الفوسفات ، والأحماض النووية ، و forfolipids ، إلخ..

يؤثر نقص الموليبدينوم بشكل رئيسي على المجموعة الصليبية والخضراوات والبونسيتات والتآكل..

في القرنبيط ، يؤدي نقص الموليبدينوم إلى تقييد عرض طرف الورقة ، وانخفاض في نمو النبات وتشكيل الزهور..

يستخدم والتطبيقات

الحفاز

-إنه عامل مساعد لإزالة الكبريت من البترول والبتروكيماويات والسوائل المشتقة من الفحم. يتكون مجمع المحفز من MoS₂ مثبتة على الألومينا ، وينشطه الكوبالت والنيكل.

-يشكل موليبدات مركبًا يحتوي على البزموت للأكسدة الانتقائية للبروبين والأمونيوم والهواء. وبالتالي ، فإنها تشكل الأكريلونيتريل والأسيتونيتريل والمواد الكيميائية الأخرى ، والتي هي المواد الخام للصناعات البلاستيكية والألياف.

وبالمثل ، يحفز الحديد الموليبدات الأكسدة الانتقائية للميثانول إلى الفورمالديهايد.

أصباغ

-الموليبدينوم يتدخل في تكوين الأصباغ. على سبيل المثال ، يتكون الموليبدينوم البرتقالي عن طريق الترسيب المشترك لكرومات الرصاص ، وموليبدات الرصاص وكبريتات الرصاص.

هذا هو صبغة خفيفة ومستقرة في درجات حرارة مختلفة ، ويبدو أحمر مشرق أو برتقالي أو أحمر أصفر. يستخدم في تحضير الدهانات والبلاستيك وكذلك في منتجات المطاط والسيراميك.

مولبيدات

-الموليبدات مثبط للتآكل. تم استخدام موليبدات الصوديوم كبديل للكرومات لمنع تآكل الفولاذ المتصلب في نطاق واسع من الأس الهيدروجيني.

-يتم استخدامه في مبردات المياه ، مكيفات الهواء وأنظمة التدفئة. موليبدات تستخدم أيضا لمنع التآكل في النظم الهيدروليكية وهندسة السيارات. أيضا ، يتم استخدام أصباغ تمنع التآكل في الدهانات.

-موليبدات ، بسبب خواصها في درجة انصهار عالية ، وانخفاض معامل التمدد الحراري والتوصيل الحراري العالي ، تهدف إلى إنتاج الأشرطة والخيوط المستخدمة في صناعة الإضاءة.

-يتم استخدامه في اللوحات الأم لأشباه الموصلات. في إلكترونيات الطاقة ؛ أقطاب الانصهار من النظارات. كاميرات للأفران عالية الحرارة وكاثودات لطلاء الخلايا الشمسية والشاشات المسطحة.

-وبالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الموليبدات في إنتاج البوتقات لجميع العمليات المعتادة في مجال معالجة الصفير.

سبائك مع الصلب

-الموليبدينوم يستخدم في سبائك الصلب التي تحمل درجات الحرارة العالية والضغوط. تستخدم هذه السبائك في صناعة البناء وفي تصنيع قطع غيار للطائرات والسيارات.

-موليبدات ، حتى عند تركيزات منخفضة تصل إلى 2٪ ، يمنح السبائك المصنوعة من الصلب مقاومة عالية للتآكل.

استخدامات أخرى

-يستخدم الموليبدات في صناعة الطيران. في صناعة شاشات الكريستال السائل ؛ في معالجة المياه وحتى في تطبيق شعاع الليزر.

-يعتبر ثاني كبريتيد الموليبدات ، في حد ذاته ، مادة تشحيم جيدة ويوفر خصائص التسامح للضغوط الشديدة في تفاعل مواد التشحيم مع المعادن.

تشكل مواد التشحيم طبقة بلورية على سطح المعادن. بفضل هذا ، يتم تقليل الاحتكاك المعدني إلى الحد الأدنى ، حتى في درجات الحرارة العالية.

مراجع

1. ويكيبيديا. (2018). الموليبدينوم. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
2. ر. السفينة. (2016). الموليبدينوم. تم الاسترجاع من: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
3. الرابطة الدولية الموليبدينوم (IMOA). (2018). الموليبدينوم. مأخوذة من: imoa.info
4. F Jona و P M Marcus. (2005). التركيب البلوري واستقرار الموليبدينوم في ضغوط شديدة الارتفاع. J. فيز: المكثفات. المسألة 17 1049.
5. Plansee. (بدون تاريخ). الموليبدينوم. تم الاسترجاع من: plansee.com
6. انتاك. (2018). الموليبدينوم - مو استرجاع من: lenntech.com
7. Curiosoando.com (18 أكتوبر 2016). ما هي أعراض نقص الموليبدينوم؟ تعافى من: curiosoando.com
8. إد بلنيك. (21 مارس 2018). دور الموليبدينوم في زراعة النباتات. تم الاسترجاع من: pthorticulture.com