Mo – Molybden

Molybden (chemická značka Mo, latinsky Molybdaenum) je kovový prvek 6. skupiny periodické soustavy prvků. Praktické využití nalézá hlavně jako složka vysoce legovaných ocelí a při výrobě průmyslových katalyzátorů.

Elementární molybden je stříbřitý až šedobílý tvrdý a křehký kov se značně vysokým bodem tání. Za teplot pod 0,915 K je supravodičem I. typu. Krystaluje v těsně centrované kubické mřížce.

Na vzduchu je za normální teploty stálý, stejně tak je odolný i vůči působení vody. S vodíkemnereaguje a nevytváří žádné hydridy.

Vůči působení minerálních kyselin je poměrně stálý, především oxidačně působící kyseliny pasivují jeho povrch a chrání jej tak před dalším napadením. Stejně tak je odolný vůči roztokům alkalických hydroxidů.

Poměrně snadno se rozpouští v kyselině chlorovodíkové i lučavce královské. Nejsnáze se kovový molybden rozpouští alkalickým tavením, například se směsí dusičnanu draselného a hydroxidu sodného (KNO₃ + NaOH). Po zahřátí reaguje s mnoha nekovy za vzniku převážně intersticiálních sloučenin.

Ve sloučeninách se molybden vyskytuje v řadě různých mocenství od Mo⁺² a po Mo⁺⁶ a v rozsáhlé škále různých barev.

Roku 1778 švédský chemik Carl Wilhelm Scheele vyizoloval z minerálu molybdenitu oxiddosud neznámého prvku. P. J. Hjelm připravil z tohoto oxidu kovový molybden redukcídřevěným uhlím. Název molybden pochází z řeckého pojmenování olova molybdos, které označovalo jakýkoliv měkký černý materiál vhodný ke psaní.

Molybden je na Zemi poměrně vzácný, jeho obsah se odhaduje na 1,5–8 mg/kg v zemské kůře. V mořské vodě se však molybden nachází v koncentraci až 0,01 mg/l. Ve vesmíru připadá jeden atom molybdenu na 10 miliard atomů vodíku.

V rudách se vyskytuje jen v nízkých koncentracích. Nejvýznamnější rudou je molybdenit (sulfid molybdeničitý, MoS₂), jehož ložiska se nacházejí především v Coloradu v USA. Dalšími rudami jsou wulfenit, molybdenan olovnatý, (PbMoO₄) a powellit (Ca(Mo,W)O₄).

Molybdenit jako MoS₂ se těží buď samostatný nebo se získává při výrobě mědi. Po přečištění flotací se pražením převede na oxid molybdenový podle rovnice:

2 MoS₂ + 7 O₂ → 2 MoO₃ + 4 SO₂

Ten se buď využívá přímo, nebo se aluminotermicky převede na ferromolybden, který nachází použití při výrobě korozivzdorných ocelí.

Čistý molybden se vyrábí redukcí oxidu molybdenu vodíkem.

MoO₃ + 3 H₂ → Mo + 3 H₂O

Ionty molybdenu jsou také obsaženy v proteinovém komplexu nitrogenáza, který je využíván mutualistickými fixátory (zpravidla gramnegativní bakterie, mikrosymbionti – zejména Rhizobium) atmosférického molekulárního dusíku, přičemž dochází k obohacování půdy.

Základní praktické využití nalézá molybden v metalurgii při výrobě speciálních ocelí. Již poměrně malé množství molybdenu ve slitině výrazně zvyšuje její tvrdost, mechanickou a korozní odolnost. Proto se z molybdenových ocelí vyrábějí silně mechanicky namáhané součásti strojů jako například hlavně děl, geologické vrtné hlavice a nástroje pro obrábění kovů. Z molybdenu se také vyrábí povrchová vrstva pístních kroužků. V chemickém průmyslu je materiálem pro reaktory pracující v silně korozivním prostředí za vysokých tlaků a teplot.

Používá se pro výrobu petrochemických katalyzátorů sloužících k odstranění sirnýchsloučenin z ropy a ropných produktů.

V zemědělství se jeho sloučeniny využívají jako pro některá umělá hnojiva, například pro pěstování brokolice nebo květáku. Potravinářský průmysl ho používá pro výrobu některých potravinových doplňků.

Chemie sloučenin molybdenu je značně pestrá a komplikovaná. Již pouhý fakt, že se molybden vyskytuje v pěti různých valenčních stavech od Mo⁺² až po Mo⁺⁶, které mohou poměrně snadno přecházet mezi sebou je důvodem, že chemie molybdenu je spíše předmětem diplomových prací než praktického uplatnění v běžném životě. Mnoho chemiků se již setkalo s faktem, že mnohé z bohatého spektra jeho sloučenin vykazují nízkou rozpustnost, což v praxi znamená, že je poměrně velmi obtížné udržet rozpuštěný molybden kompletně v roztoku po delší dobu. Analýza obsahu molybdenu v roztoku se pak někdy stává soutěží s časem, kdy je nutno provést příslušnou operaci dříve, než z roztoku vypadne nějaká pestře zbarvená nerozpustná sloučenina molybdenu.

Pro molybden je navíc typická tvorba heteropolykyselin, polymerních sloučenin molybdenu, kyslíku a vodíku bez přesného stechiometrického vzorce.

V praxi má technologický význam například sulfid molybdeničitý, MoS₂ – černá práškovitá sloučenina, která se používá jako lubrikant (mazadlo) v prostředích s vysokou teplotou nebo s extrémním tlakovým namáháním.

Dále se můžeme prakticky setkat se solemi kyseliny molybdenové H₂MoO₄ – molybdenany, které jsou složkou některých barevných pigmentů a nalézají uplatnění v analytické chemii.

Přestože je molybden přítomen v živých tkáních živočichů a rostlin pouze ve stopovém množství, je nezbytný pro správné fungování běžných životních funkcí. Bylo prokázáno, že se aktivně účastní v řadě enzymatických systémů, které jsou zodpovědné za metabolismus železa a detoxikaci sulfidů. Významnou roli hraje molybden i prevenci zubního kazu a jeho přítomnost zvyšuje tvrdost zubní skloviny.

Nedostatek molybdenu může vést k anémii, přispívá ke zvýšenému výskytu záchvatů astmatu, zvýšené kazivosti zubů a zhoršení ochrany proti infekci močového měchýře.Podle některých zdrojů je nedostatek molybdenu ve stravě příčinou depresivních stavů a může vést k impotenci.^[zdroj⁠?!]

Nedostatek molybdenu u rostlin způsobuje např. vyslepnutí květáku nebo růstové poruchy dalších košťálových zelenin.

Hlavním přirozeným zdrojem molybdenu v potravě jsou luštěniny, celozrnné pečivo a listová zelenina.

Obecné
Název, značka, číslo	Molybden, Mo, 42
Cizojazyčné názvy	lat. Molybdenum
Skupina, perioda, blok	6. skupina, 5. perioda, blok d
Chemická skupina	Přechodné kovy
Koncentrace v zemské kůře	1,5 až 8 ppm
Koncentrace v mořské vodě	0,01 mg/l
Vzhled	Šedobílý, tvrdý a křehký kov
Identifikace
Registrační číslo CAS	7439-98-7
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost	95,96
Atomový poloměr	139 pm
Kovalentní poloměr	154 pm
Iontový poloměr	62 pm
Elektronová konfigurace	[Kr] 4d5 5s1
Oxidační čísla	−II, -I, I, II, III, IV, V, VI
Elektronegativita(Paulingova stupnice)	2,16
Ionizační energie
První	684,3 KJ/mol
Druhá	1560 KJ/mol
Třetí	1618 KJ/mol
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustava	Krychlová, prostorově centrovaná
Molární objem	9,38×10−6 m3/mol
Mechanické vlastnosti
Hustota	10,28 g/cm3
Skupenství	Pevné
Tvrdost	5,5
Tlak syté páry	100 Pa při 3312K
Rychlost zvuku	6190 m/s
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost	138 W⋅m−1⋅K−1
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání	2622,85 °C(2 896 K)
Teplota varu	4638,85 °C(4 912 K)
Skupenské teplo tání	37,48 KJ/mol
Skupenské teplo varu	598 KJ/mol
Měrná tepelná kapacita	24,06 Jmol−1K−1
Elektromagnetické vlastnosti
Elektrická vodivost	18,7×106 S/m
Měrný elektrický odpor	53,4 nΩ·m
Standardní elektrodový potenciál	−0,2 V
Magnetické chování	Paramagnetický
Bezpečnost
GHS02 GHS08 Nebezpečí
Izotopy
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P 92Mo 11,84% je stabilní s 50 neutrony 93Mo umělý 4×103 let ε – 93Nb 94Mo 9,25% je stabilní s 52 neutrony 95Mo 15,92% je stabilní s 53 neutrony 96Mo 16,68% je stabilní s 54 neutrony 97Mo 9,55% je stabilní s 55 neutrony 98Mo 24,13% je stabilní s 56 neutrony 99Mo umělý 65,24 hodiny β− 0,436 99Tc  γ 0,74 99Tc 100Mo 9,63 7,8×1018let 2 × β− 3,04 100Ru
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Cr ⋏ Niob ≺ Mo ≻ Technecium ⋎ W