モリブデン

モリブデンの性質

原子番号 42
CAS番号 7439-98-7
原子質量 95.94
融点 2620℃
沸点 5560℃
原子体積 0.0153nm3
20℃での密度 10.2g/cm3
結晶構造 体心立方体
格子定数 0.3147[nm]
地球の地殻における豊富さ 1.2[g/t]
音速 5400 m/s (室温)(細いロッド)
熱膨張 4.8μm/(m・K)(25℃にて)
熱伝導率 138W/(m・K)
電気抵抗率 53.4nΩ・m(20℃にて)
モース硬度 5.5
ビッカース硬さ 1400-2740MPa
ブリネル硬さ 1370-2500MPa

モリブデンは、記号 Mo、原子番号 42 の化学元素です。その名前は、その鉱石が鉛鉱石と混同されたため、古代ギリシャ語で鉛を意味する Μόλυβδος モリブドスに由来する新ラテン語のモリブダエナムに由来しています。モリブデン鉱物は歴史を通じて知られていましたが、この元素は 1778 年にカール ヴィルヘルム シェーレによって発見されました (他の金属の鉱物塩と新しい存在として区別するという意味で)。この金属は、1781 年に Peter Jacob Hjelm によって初めて分離されました。

モリブデンは地球上に遊離金属として自然には存在しません。それは鉱物中のさまざまな酸化状態でのみ存在します。遊離元素は灰色がかった銀色の金属で、全元素の中で 6 番目に高い融点を持っています。合金中で硬くて安定した炭化物を容易に形成するため、この元素の世界生産量のほとんど(約 80%)は、高強度合金や超合金などの合金鋼に使用されています。

モリブデン

ほとんどのモリブデン化合物は水への溶解度が低いですが、モリブデン含有鉱物が酸素と水と接触すると、生成するモリブデン酸イオン MoO2-4 が非常に溶けやすくなります。工業的には、モリブデン化合物(元素の世界生産量の約 14%)は、高圧および高温の用途で顔料および触媒として使用されています。

モリブデン含有酵素は、生物学的窒素固定の過程で大気分子窒素の化学結合を切断する最も一般的な細菌触媒です。現在、細菌、植物、動物では少なくとも 50 種類のモリブデン酵素が知られていますが、窒素固定に関与しているのは細菌とシアノバクテリアの酵素だけです。これらのニトロゲナーゼは、モリブデン補因子に完全に酸化されたモリブデンを含む他のモリブデン酵素とは異なる形態でモリブデンを含んでいます。これらのさまざまなモリブデン補因子酵素は生物にとって不可欠であり、モリブデンはすべての細菌ではありませんが、すべての高等真核生物の生命にとって必須の元素です。

物理的特性

モリブデンは、純粋な形では、モース硬度 5.5、標準原子量 95.95 g/mol の銀灰色の金属です。融点は 2,623 °C (4,753 °F) です。天然に存在する元素の中で融点が高いのは、タンタル、オスミウム、レニウム、タングステン、炭素だけです。商業的に使用されている金属の中で最も低い熱膨張係数の 1 つです。モリブデンワイヤの引張強度は、直径が約 50 ~ 100 nm から 10 nm に減少すると、約 10 GPa から 30 GPa まで約 3 倍増加します。

化学的特性

モリブデンは、ポーリングスケールで電気陰性度が 2.16 の遷移金属です。室温では酸素や水と目に見えて反応しません。モリブデンの弱い酸化は 300 °C (572 °F) で始まります。バルク酸化は 600 °C 以上の温度で発生し、三酸化モリブデンが生成されます。多くのより重い遷移金属と同様に、モリブデンは水溶液中でカチオンを形成する傾向をほとんど示しませんが、慎重に制御された条件下では Mo3+ カチオンが知られています。

モリブデンの熱製品