Molibdenu

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42
Mo
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Tabla completaTabla enantada
Mo,42.jpg
Gris metálicu
Información xeneral
Nome, símbolu, númberu Molibdenu, Mo, 42
Serie química Metales de transición
Grupu, periodu, bloque 6, 5, d
Configuración electrónica [Kr]4d55s1
Durez Mohs 5,5
Electrones per nivel 2, 8, 18, 13, 1
Propiedaes atómiques
Radiu mediu 145 pm
Radiu atómicu (calc) 190 pm (Radiu de Bohr)
Radiu covalente 154 pm
Óxidu Ácidu fuerte
Propiedaes físiques
Densidá 10280 kg/m3
Puntu de fusión 2896 K (2623 °C)
Puntu d'ebullición 4912 K (4639 °C)
Entalpía de vaporización 598 kJ/mol
Entalpía de fusión 32 kJ/mol
Presión de vapor 3,47 Pa a 3000 K
Varios
Estructura cristalina Cúbica centrada nel cuerpu tao = Sólidu
N° CAS 7439-98-7
N° EINECS 231-107-2
Conductividá térmica 139 W/(m·K)
Isótopos más estables
Artículu principal: Isótopos del molibdenu
iso AN Periodu MD Ed PD
MeV
93Mo 4000 a 0,405 93Nb
99Mo 65,94 h 1,357 99Tc
100Mo 1019 a 3,034 100Ru
92Mo Estable con 50 neutrones
94Mo Estable con 52 neutrones
95Mo Estable con 53 neutrones
96Mo Estable con 54 neutrones
97Mo Estable con 55 neutrones
98Mo Estable con 56 neutrones
100Mo Estable con 58 neutrones
Valores nel SI y condiciones normales de presión y temperatura, sacante que se diga lo contrario.
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El molibdenu ye un elementu químicu de númberu atómicu 42 que s'atopa nel grupu 6 de la tabla periódica de los elementos y simbolízase como Mo.[1]

El molibdenu ye un metal esencial dende'l puntu de vista biolóxicu y utilízase sobremanera en aceros aleados.

Ye un metal plateado, tien el sestu puntu de fusión más altu de cualquier elementu. El molibdenu nun se produz como'l metal llibre na naturaleza, sinón en dellos estaos d'oxidación nos minerales. Industrialmente, los compuestos de molibdenu emplegar n'aplicaciones d'alta presión y alta temperatura, como pigmentos y catalizadores.

La mayoría de los compuestos de molibdenu tienen baxa solubilidá n'agua, pero l'ión de molibdato MoO4-2 ye soluble y fórmase cuando los minerales que contienen molibdenu tán en contactu col osíxenu y el agua. Delles teoríes recién suxuren que la lliberación d'osíxenu yera importante na eliminación de molibdenu d'un mineral nuna forma soluble nos océanos primitivos, onde s'utiliza como catalizador de los organismos unicelulares. Esta secuencia puede ser importante na hestoria de la vida, porque les enzimes que contienen molibdenu convertir nos catalizadores más importantes utilizaos por delles bacteries pa descomponelos n'átomos les molécules de nitróxenu. Esto, de la mesma dexó al nitróxenu impulsar biológicamente la fertilización de los océanos, y polo tanto'l desenvolvimientu d'organismos más complexos.

Siquier 50 enzimes que contienen molibdenu son conocíes en bacteries y animales, anque namái les enzimes de bacteries y cyanobacteries tán arreyaes na fixación de nitróxenu. Por cuenta de les diverses funciones del restu de les enzimes, el molibdenu ye un elementu necesariu pa la vida n'organismos cimeros, anque non en toles bacteries.

Característiques principales[editar | editar la fonte]

Molibdenu puru

Propiedaes físiques[editar | editar la fonte]

El molibdenu ye un metal de transición. Esti metal puro ye de color blancu plateado y bien duru; amás, tien unu de los puntos de fusión más altos d'ente tolos elementos. En pequeñes cantidaes, emplegar en distintes aleaciones de aceru pa endurecer o faelo más resistente a la escomiu. Per otra parte, el molibdenu ye l'únicu metal de la segunda serie de transición al que se-y reconoció la so esencialidá dende'l puntu de vista biolóxicu; atópase en delles enzimes con distintes funciones, concretamente en oxotransferasas (función de tresferencia de electrones), como la xantina oxidasa, y en nitrogenases (función de fixación de nitróxenu molecular).[2] Ye unu de los pocos metales qu'aguanten afechiscamente l'ácidu clorhídricu, siendo'l Tantaliu el más fuerte ante esti mediu corroyente n'específicu. La adición de cantidaes mínimes del metal afecten a la resistencia a les soluciones clorhídriques que de normal afecten a los aceros (inclusive a los inoxidables). Dacuando con un porcentaxe mínimu de 2% de Mo en masa, los aceros adquieren la resistencia necesaria pa operar n'ambientes marinos. L'aumentu del molibdenu nos aceros inoxidables aumenta la so tenacidá y sobremanera la so resistencia al ataque de los compuestos de cloru.

Na so forma pura, como metal blanco plateado ye'l molibdenu con una durez de Mohs de 5,5. Tien un puntu de fusión de 2.623 °C. De los elementos naturales, namá'l tantaliu, el osmiu, el reniu, el wolframiu y el carbonu tienen puntos de fusión más altu.[3] El molibdenu namái s'aferruña rápido a temperatures cimeres a 600 °C (débil oxidación empieza a 300 °C). El so coeficiente de dilatación ye unu de los más baxos ente los metales utilizaos comercialmente. El so resistencia a tracción fai que los cables de molibdenu aumenten de 10 a 30 GPa cuando mengua'l so diámetru de 50-100 nm a 10 nm.[4]

Propiedaes químiques[editar | editar la fonte]

Estaos d'oxidación
del molibdenu.[5]
−2 Na2[Mo2(CO)10]
0 Mo(CO)6
+1 Na[C6H6Mo]
+2 MoCl2
+3 Na3[Mo(CN)]6
+4 MoS2
+5 MoCl5
+6 MoF6

El molibdenu ye un metal de transición con una electronegatividad de 1,8 na escala de Pauling y una masa atómico de 95,94 g/mol.[6] Nun reacciona con osíxenu o agua a temperatura ambiente. A temperatures elevaes, fórmase'l óxidu de molibdenu (VI):[7]

2 Mo + 3 O2 → 2 MoO3

El molibdenu tien dellos estaos d'oxidación (ver tabla). Un exemplu ye la inestabilidá del molibdenu (III) y del wolframiu (III) en comparanza cola estabilidá de cromu (III). L'estáu d'oxidación ye más común nel molibdenu (VI) (MoO3) ente que'l compuestu d'óxidu d'azufre normal ye'l disulfuro de molibdenu (MoS2).[8]

L'óxidu de molibdenu (VI) ye soluble en bases y contribúi na formación de molibdatos (MoO42−). Los molibdatos son menos oxidantes que los cromatos, pero amuesen un enclín similar cuando formen oxoaniones complexos por condensación nos valores de pH más baxos, como [Mo7O24]6− y [Mo8O26]4−. Los polimolibdatos pueden incorporar otros iones na so estructura, formando polioxometalatos.[9] El fósforu que contien heteropolimolibdato P[Mo12O40]3− utilizar pa la detección de espectroscopia nel fósforu.[10] L'amplia gama d'estaos d'oxidación del molibdenu reflexar en diversos cloruros de molibdenu:[8]

  • Cloruru de molibdenu (II) MoCl2 (sólidu de color mariellu)
  • Cloruru de molibdenu (III) MoCl3 (sólidu de color coloráu escuru)
  • Cloruru de molibdenu (IV) MoCl4 (sólidu de color negru)
  • Cloruru de molibdenu (V) MoCl5 (sólidu de color verde escuru)
  • Cloruru de molibdenu (VI) MoCl6 (sólidu de color marrón)

La estructura del MoCl2 componer de Mo6Cl84+ componer de cuatro iones de cloruru que tienden a compensar la carga eléctrica.[8]

Como'l cromu y dellos otros metales de transición, el molibdenu ye capaz de formar enllaces cuádruples, como en Mo2(CH3COO)4. Esti compuestu puede tresformase en Mo2Cl84− que tamién tien un enllaz cuádruple.[8]

L'estáu d'oxidación 0 ye posible col monóxidu de carbonu como amestando, como nel molibdenu hexacarbonilo, Mo(CO)6.[8]

Aplicaciones[editar | editar la fonte]

  • Aprosimao los dos terceres partes del molibdenu consumíu emplegar n'aleaciones. L'usu del molibdenu remontar a la Primer Guerra Mundial, cuando hubo una fuerte demanda de wolframiu, que lo fixo arralecer, y precisábense aceros bien resistentes.[11][12][1] El molibdenu utilízase pos n'aleaciones d'alta resistencia y que soporten temperatures y escomios por demás altos. Estes aleaciones usar na construcción y en pieces d'aviones y automóviles.[3][13]
  • El molibdenu úsase como catalizador na industria petrolero. En concretu, ye útil pa la eliminación de azufre.
  • El 99Mo emplegar na industria d'isótopos nucleares.[14]
  • Emplegar en distintos pigmentos (con un color anaranxáu), pa pintures, tintes, plásticos y compuestos de cauchu.
  • El disulfuro de molibdenu (MoS2) ye un bon llubricante por sigo mesmu y brinda propiedaes de tolerancia de presiones estremes a los llubrificantes al reaccionar col metal,[15] de manera que se forma una capa cristalina na superficie d'ésti. Gracies a ello, el contactu metal-metal, destructivu al llargu plazu, amenorgar al mínimu y puede emplegase a altes temperatures.[16][12]
  • El molibdenu emplegar en determinaes aplicaciones electróniques, como nes capes de metal conductor nos transistores TFT (Thin Filme Transistor).[3]

Historia[editar | editar la fonte]

El molibdenu nun s'atopa llibre na naturaleza y los compuestos que pueden atopase fueron confundíos con otros compuestos d'otros elementos (carbonu o chombu) hasta'l sieglu XVIII.[11] En 1778 Carl Wilhelm Scheele fixo reaccionar el mineral molibdenita (MoS2) con acedu nítricu llogrando un compuestu con propiedaes acedes al que llamó "acidum molibdenae" (la palabra molibdenu provien del griegu "molybdos" que quier dicir "como'l chombu", cuidao que yera confundíu con esti elementu).[17] En 1782 Hjelm aislló'l metal impuro por aciu l'amenorgamientu del anterior compuestu con carbonu. El molibdenu usóse bien pocu, y namái dientro del llaboratoriu, hasta finales del sieglu XIX, cuando una empresa utilizar como axente aleante y reparó les bones propiedaes d'estes aleaciones con molibdenu.[16][18][11][19]

Mientres enforma tiempu nun había un usu industrial pal molibdenu. La compañía francesa Schneider Electric fixo la primer armadura de plaques d'aceru de molibdenu en 1894. Hasta la Primer Guerra Mundial, la mayoría de les fábriques d'armadures tamién utilicen aleaciones de molibdenu. Na Primer Guerra Mundial, dellos tanques británicos taben protexíos por 75 mm de planches de manganesu, pero esto resultó ser ineficaz. Les plaques de manganesu fueron sustituyíes por 25 mm de planches de molibdenu. Esti cambéu dexó más velocidá, y maniobrabilidad.[11] L'alta demanda de molibdenu nes guerres mundiales y el fuerte amenorgamientu dempués de la guerra tuvo una gran inflúi sobre los precios y la producción de molibdenu.

Bayura y llogru[editar | editar la fonte]

Molibdenita en cristal.

La principal fonte de molibdenu ye'l mineral molibdenita (MoS2). Tamién puede atopase n'otros minerales, como la wulfenita (PbMoO4) y la powellita (CaMoO4). El molibdenu llograr de la minería de los sos minerales y como subproductu de la minería del cobre, siendo esta postrera la principal manera d'esplotación comercial; el molibdenu ta presente nes mines nun rangu d'ente un 0.01 y un 0.5%. Aprosimao la metá de la producción mundial de molibdenu alcontrar en Estaos Xuníos.

Los mayores productores del mundu de materiales de molibdenu son los Estaos Xuníos, China, Chile, Perú y Canadá.[11][20] El molibdenu ye un mineral estrayíu, y tamién se recupera como un subproductu de la estracción de cobre y wolframiu. Les grandes esplotaciones mineres en Coloráu estrayen molibdenita como'l so productu principal, ente que munchos depósitos de pórfidos de cobre, como la mina Bingham Canyon en Utah y la mina de Chuquicamata, nel norte de Chile producen molibdenu como subproductu de la minería del cobre. La mina Knaben nel sur de Noruega abrir en 1885, convirtiéndose na primer mina de molibdenu. Caltúvose abierta hasta 1973.[21][22]

El molibdenu ye'l 54.º elementu más abondosu na corteza terrestre y el 25.º elementu más abondosu nos océanos, con un promediu de 10 ppm.[3][11][23]

La molibdenita calecer a una temperatura de 700 °C y el sulfuru aferruñar n'óxidu de molibdenu (VI) per vía aérea:[8]

2 MoS2 + 7 O2 → 2 MoO3 + 4 SO2

El mineral ferruñosu calecer a 1.100 °C para sublimar el óxidu, o crear lixiviados col amoniacu, que reacciona col óxidu de molibdenu (VI) pa formar molibdatos solubles n'agua:

MoO3 + 2 NH4OH → (NH4)2(MoO4) + H2O

La molibdenita de cobre ye menos soluble n'amoniacu. Pa esanicialo dafechu dende la solución, ye bastiáu con sulfuru d'hidróxenu.[8]

El molibdenu puru ye producíu pol amenorgamientu del óxidu con hidróxenu, ente que'l molibdenu que s'usa pa la producción d'aceru amenorgar pola reacción aluminotérmica cola adición de fierro pa producir ferromolibdenu. Una forma común de ferromolibdenu contien 60% de molibdenu.[11][8]

El molibdenu tien un valor d'aprosimao $30.000 por tonelada n'agostu de 2009. Calteníase un preciu n'o cerca de $10.000 por tonelada ente 1997 y 2003, y algamó, debíu al aumentu de la demanda, un máximu de $103.000 por tonelada en xunu de 2005.[24] En 2008, la Bolsa de Metales de Londres anunció que'l molibdenu axústase como unu de los productos básicos nel intercambiu.[25]

Papel biolóxicu[editar | editar la fonte]

Ye l'únicu elementu de la segunda serie de transición al que se-y reconoció la so esencialidá. El molibdenu atopar na naturaleza nel rangu de les partes por millón (ppm). Atopar nuna cantidá importante na agua de mar en forma de molibdatos (MoO42-), y los seres vivos pueden absorbelo fácilmente d'esta forma.

El molibdenu atopar nel llamáu cofactor de molibdenu (como) en distintes oxotransferasas, cola función de tresferir átomos d'osíxenu de l'agua (H2O) al empar que se produz la tresferencia de dos electrones. Dalgunes de les enzimes que contienen esti cofactor son la xantina oxidasa (qu'aferruña la xantina a ácidu úricu), la aldehído oxidasa (qu'aferruña los aldehídos, según les aminas y los sulfuros nel fégadu), la sulfito oxidasa (qu'aferruña sulfitos nel fégadu), y la nitratu reductasa (importante nel ciclu del nitróxenu nes plantes).[26]

Bioquímica[editar | editar la fonte]

El molibdenu nos seres vivos ye un heteroátomo de metal nel sitiu activu en ciertes enzimes. Na fixación de nitróxenu en delles bacteries, la enzima nitrogenasa participa na etapa terminal del amenorgamientu de nitróxenu molecular, polo xeneral contien molibdenu nel so sitiu activu (anque la sustitución de Mo con fierro o vanadiu tamién ye conocida). La estructura del centru catalíticu de la enzima ye similar a la de les proteínes fierro-azufre, qu'incorpora 2 molécules (Fe4S3 y Mofle3S3).[2]

En 2008, informar de que la escasez de molibdenu nos océanos de la Tierra primitiva yera un factor limitante na evolución de la vida de los seres eucariotes (qu'inclúi toles plantes y animalye) como los eucariotes nun pueden afitar el nitróxenu y tien d'adquirir de les bacteries procariotas.[27][28][29] La escasez de molibdenu da como resultáu la relativa falta d'osíxenu nel océanu primitivu. L'osíxenu disuelto nel mar ayuda a eslleir los minerales de molibdenu no fondero del mar. Sicasí, anque l'osíxenu puede favorecer la fixación del nitróxenu al traviés de tomar de molibdenu disponible nel agua, tamién afecta a los venenos d'estes enzimes nitrogenasas, polo que los organismos que sigue p'afitar el nitróxenu en condiciones aeróbicas tán obligaos a aisllar a les sos enzimes qu'afiten el nitróxenu en heterocistos, o estructures similares.

El cofactor de molibdenu contien compuestos orgánicos de molibdopterina llamaos complexos, que se xune a un molibdenu al traviés del óxidu d'azufre.

Los compuestos de molibdenu, tienen formes diverses molécules orgániques (como carbohidratos y aminoácidos) y trespórtase al traviés del cuerpu humanu como MoO42-.[30] Siquier 50 enzimes que contienen molibdenu son conocíos, principalmente nes bacteries, y el so númberu aumenta con cada añu;[31][32] les enzimes inclúin la aldehído oxidasa, sulfito oxidasa y la xantina oxidasa.[11] En dellos animales y n'humanos, se cataliza la oxidación de la xantina a ácidu úricu, un procesu de catabolismo de les purines, pola xantina oxidasa, una enzima que contien molibdenu. L'actividá de la xantina oxidasa ye directamente proporcional a la cantidá de molibdenu nel cuerpu. Sicasí, una alta concentración de molibdenu inviértese la enclín y puede actuar como un inhibidor, tantu nel catabolismo de les purinas y otros procesos. Les concentraciones de molibdenu tamién afecten a la síntesis de proteínes, el metabolismu y el crecedera.[30]

Nos animales y les plantes, estes enzimes usen el molibdenu como un cofactor. Tolos seres vivos qu'utilicen enzimes de molibdenu hasta agora identificaes na naturaleza, usen esti cofactor, salvu pola nitrogenasa, qu'afita'l nitróxenu en delles bacteries y cianobacteries.[33] Les enzimes de molibdenu nes plantes y animales catalizan la oxidación y l'amenorgamientu dacuando de ciertes molécules pequeñes, como parte de la regulación de nitróxenu, azufre y los ciclos del carbonu.[34]

Humanos con defectu alimentaria[editar | editar la fonte]

El cuerpu humanu contien alredor de 0,07 mg de molibdenu por kilogramu de pesu.[35] Presentar n'altes concentraciones nel fégadu, los riñones y nes vértebres.[3] El molibdenu tamién ta presente nel esmalte de los dientes humanos y puede ayudar a prevenir el so deterioru. La carne de gochu, la carne de corderu y el fégadu de res tienen cada unu alredor de 1,5 ppm de molibdenu.[3] Otres fontes alimenticies significatives son les xudíes verdes, güevos, granes de xirasol, farina de trigu, llenteyes y granos de ceberes.[11]

La ingestión diaria promediu de molibdenu varia ente 0,12 y 0,24 mg, pero depende del conteníu de molibdenu de los alimentos.[36] La tosicidá aguda nun se vio nos seres humanos, y depende en gran midida del estáu químicu.[37][37] Anque los datos de tosicidá humana nun tán disponibles, los estudios n'animales demostraron que la ingesta crónica de más de 10 mg/día de molibdenu puede causar foria, retrasu na crecedera, infertilidad, y baxu pesu al nacer.[36][38] Tamién puede afectar a los pulmonye, los riñones y al fégadu. El tungstato sódicu ye un inhibidor competitivu de molibdenu, y la so dieta amenorga la concentración de molibdenu nos texíos.[3]

El defectu dietéticu de molibdenu dende la so concentración so la superficie terrestre acomuñóse con mayores tases de cáncer d'esófagu en partes de China y Irán.[39][40] En comparanza con Estaos Xuníos, que tien una mayor ufierta de molibdenu nel suelu, les persones que viven nestes árees tienen un riesgu aprosimao 16 vegaes mayor pal carcinoma esofáxicu de célules escamoses.[41][ensin referencies]

Enfermedaes rellacionaes[editar | editar la fonte]

Un cofactor de molibdenu reparáu nos lactantes, termina cola capacidá del cuerpu pal usu del molibdenu nes enzimes. Fai que los altos niveles de sulfito y ácidu úricu, y el dañu neurolóxicu.[42][43] La causa ye la incapacidá del cuerpu pa sintetizar el cofactor de molibdenu, una molécula que se xune con cadenes heterocíclicas de molibdenu nel sitiu activu de toles enzimes conocíes qu'utilicen el molibdenu.

Antagonismu del cobre[editar | editar la fonte]

Los altos niveles de molibdenu pueden interferir cola absorción de cobre, produciendo defectu de cobre. El molibdenu evita les proteínes plasmáticas d'unión al cobre, y tamién aumenta la cantidá de cobre que s'escreta na orina. Los rumiantes que peracaben altes cantidaes de molibdenu presenten síntomes como foria, perda de crecedera, anemia y achromotrichia (perda del pigmentu del pelo). Estos síntomes pueden ser solliviaos pola alministración de más cobre nel cuerpu, tantu en forma como por dieta y por inyección.[44] La condición puede ser agravada pol escesu de azufre.[3]

L'amenorgamientu o'l defectu de cobre tamién puede ser inducida deliberadamente con fines terapéuticos pol compuestu de amonio tetratiomolibdato, na qu'el anión tetratiomolibdato brillosu de color colloráu ye l'axente "quelante" de cobre. El tetratiomolibdato foi utilizáu per primer vegada nel tratamientu de la toxicosis de cobre nos animales. Foi entós cuando s'introdució como un tratamientu na enfermedá de Wilson, un trestornu hereditariu del metabolismu del cobre nos seres humanos, qu'actúa al empar compitiendo cola absorción de cobre nel intestín y l'aumentu de la escreción. Tamién s'atopó pa tener un efectu inhibidor de la angiogénesis, posiblemente al traviés de la inhibición d'iones de cobre, nel procesu de translocación de membrana participando una vía de secreción non clásica.[45] Esto fai que sía un tratamientu interesante d'investigación pal cáncer, la dexeneración macular asociada a la edá y otres enfermedaes causen un depósitu escesivu de molibdenu nos vasos sanguíneos.[46][47]

Isótopos[editar | editar la fonte]

El molibdenu tien seis isótopos estables y cerca de dos docenes de radioisótopos, la mayor parte con periodos de semidesintegración del orde de segundos. El 99Mo usar nos xeneradores de 99Mo/99mTc pa la industria d'isótopos nucleares. Envalórase qu'esti mercáu de productos de 99Tc mueve unos 100 millones d'euros al añu. Estos xeneradores son bien usaos pa producir radiofármacos con tecneciu que s'usen en medicina nuclear.

Conócense 35 isótopos del molibdenu que van en masa atómico 83 a 117, según cuatro isómeros nucleares. Siete isótopos prodúcense naturalmente, coles mases atómiques de 92, 94, 95, 96, 97, 98 y 100. D'estos isótopos naturales, namá'l molibdenu-92 y el molibdenu-100 son inestables.[48] Tolos isótopos inestables atopar nos isótopos de molibdenu, niobiu, tecneciu y ruteniu.[49]

El molibdenu-98 ye l'isótopu más abondosu, y representa el 24,14% del total de molibdenu. El molibdenu-100 tien una vida media d'alredor de 1019 años y sufre una doble desintegración beta nel ruteniu-100. Los isótopos de molibdenu con númberos de masa 111 a 117 tienen una vida media d'aprosimao 150 ns.[48][49][50]

Precuros[editar | editar la fonte]

El fumu y el polvu del molibdenu pueden ser xeneraos pola minería o la metalurxa, pueden ser tóxicos, especialmente si inxérense. Los niveles baxos d'esposición enllargaos pueden causar irritación nos güeyos y la piel. La inhalación o ingestión directa de molibdenu y los sos óxidos tien d'evitase.[51][52] OSHA especifica la cantidá máxima almitible d'esposición de molibdenu nuna xornada de 8 hores de 5 mg/m³. La esposición crónica a 60 a 600 mg/m³ puede causar síntomes como fatiga, dolores de cabeza y dolores nes articulaciones.[53]

Referencies[editar | editar la fonte]

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Enllaces esternos[editar | editar la fonte]

Molibdeno