Մոլիբդեն

Մոլիբդեն (), քիմիական տարր, որի նշանն է Mo, պարբերական համակարգի 5-րդ պարբերության 6-րդ խմբի տարր, կարգահամարը՝ 42, ատոմական զանգվածը՝ 95,94։ d տարր է, ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքն է 4s24p64d55s։ К, L, М թաղանթները լրացված են։ Մոլիբդենը արծաթասպիտակավուն մետաղ է։ Արտադրության մեջ օգտագործվող մետաղներից այն ունի ամենափոքր ջերմային ընդարձակման գործակիցը։

Մոլիբդենը հազվագույուտ մետաղ է, որ նման է կապարի օգտագործվում է զանազան համաձուլվածքներում, զգալի չափով բարձրացնում է դրանց որակը։ Հանդիպում է մոլիբդենիտ միներալի ձևով։

Ոչ բոլոր մետաղներն ունեն այնքան հին պատմություն, ինչպես ոսկին, պղինձն ու երկաթը։ Մի քանիսը, ինչպես օրինակ, մոլիբդենը, բավական վերջերս, 18-րդ դարում են հայտնաբերվել և երկար ժամանակ չեն օգտագործվել։ Մոլիբդեն ստանում են մոլիբդենիտից, որը երկրագնդի ամենափափուկ միներալներից մեկն է։ Այնքան փափուկ է, որ եղունգով անգամ քերծվում է և, ինչպես գրաֆիտը, գրում է թղթի վրա։ Բայց բնության մեջ հաճախ պատահում են տարօրինակություներ։ Մոտ հարյուր տարի առաջ հայտնաբերվել է, որ եթե պողպատին մի քիչ մոլիբդեն խառնեն, պողպատը կդառնա ավելի ամուր և նույնիսկ ամենահզոր հրանոթային արկը չի կարող ծակել այն։ 
Մոլիբդենի հետ ուրիշ մետաղների համաձուլումը ունի նաև մեկ այլ հրաշալի առանձնահատկություն՝ բարձր ջերմադիմացկություն։ Տիեզերանավը, վերադառնալով Երկիր, անցնում է մթնոլորտի խիտ շերտերով և տաքանում է մինչև մի քանի հազար աստիճան։ Իսկ նման բարձր ջերմությանը տիզերանավը դիմանում է միայն մոլիբդենի դժվարահալ հատկության շնորհիվ։ Դրանում կարելի է համոզվել նաև ամեն օր, երբ միացնում ենք էլեկտրալամպը։ Նրա լուսավոր վոլֆրամե թելը ամրացված է մոլիբդենի կեռիկներից, որոնք ամենաուժեղ լույսի դեպքում էլ համեստորեն մնում են «ստվերի» տակ։

Մարդու օրգանիզմը մի քանի ուրիշ մետաղների հետ պարունակում է նաև ոչ մեծ քանակությամբ մոլիբդեն։ Հատկապես շատ է շիկահեր-ոսկեհեր մարդկանց մոտ։ Մոլիբդենի ավելցուկը առաջացնում է հոդացավ, իսկ պակասությունը վատացնում է նյութափոխանակությունը։ Կենսաքիմիկոսները ապացուցում են, որ մոլիբդենը կյանքի անրաժեշտ պայման է։ Այն կարող է ծնունդ առնել միայն այնտեղ, որտեղ մոլիբդենի բաղադրությունը զգալիորեն մեծ է։

Պատմություն և անվան ծագում 
Մոլիբդենը հայտնաբերել է շվեդ Կարլ Շեելեն (1778), և առաջինն ստացել է շվեդ քիմիկոս Պ․ Տյելմը (1782)՝ МоОз-ը ածխածնով վերականգնելով։ Օքսիդն ածխածնով վերականգնելու միջոցով մետաղի վիճակի է բերել այլ շվեդ քիմիկոս Պետեր Հյելմը 1782 թվականին։ Վերջինիս ստացած մոլիբդենին խառնված էր ածխածին և մոլիբդենի կարբիդ։ Մաքուր մոլիբդեն առաջին անգամ 1817 թվականին ստացել է շվեդ քիմիկոս Յոնս Բերցելիուսը՝ ջրածնի օքսիդի վերականգնմամբ։

Դեռ հին հույներին և հռոմեացիներին հայտնի մուիբդենիտ միներալը մինչև 18-րդ դարը արտաքին նմանության պատճառով նույնացվում էր կապարի փայլի ու գրաֆիտի հետ և անվանվում «մոլիբեդեն» ( կապար)։

Անունը ծագել է  բառից, որ նշանակում է կապար։

Բնության մեջ 

Մոլիբդենը հազվագյուտ տարր է, պարունակությունը երկրակեղևում 1,1•10−4 ըստ զանգվածի։ Երկրակեղևում մոլիբդենի պարունակությունը կազմում է նրա զանգվածի 3·10−4%-ը։ Ազատ վիճակում չի հանդիպում։

Հայտնի է մոլիբդենի մոտ 20 միներալ, որոնցից ամենակարևորներն են մոլիբդենիտը MoS2 (60 % Mo), պովելիտը СаМоО4 (48 % Мо), մոլիբդիտը Fe(MoO4)3·nH2O (60 % Mo) և վուլֆենիտը PbMoO4։

Մոլիբդենը պարունակվում է բուսական և կենդանական օրգանիզմներում, մասնակցում ազոտային փոխանակությանը։ Բույսերում մոլիբդենը խթանում է նուկլեինաթթուների և սպիտակուցների կենսասինթեզը, մեծացնում քլորոֆիլի և վիտամինների պարունակությունը։

Մոլիբդենի անբավարարությունից շատ բույսեր չեն պտղաբերում և ոչնչանում են։ Հայտնի մոտ 20 մոլիբդենային միներալներից շատերը մոլիբդատներ են (պովելիտ СаМоO4, մոլիբդիտ Fe2(MoO4)3, վուլֆենիտ PbMoO4 և այլն)։ 
Սակայն մոլիբդենի հիմնական հումքը մոլիբդենիտն է՝ MoS2։

Հանքավայրեր 
Մոլիբդենի հանքավայրեր կան ԱՄՆ-ում, Մեքսիկայում, Չիլիում, Ռուսաստանում, Կանադայում, Նորվեգիայում, Ավստրալիայում, խոշոր հանքավայրեր՝ ԱՄՆ-ում (նաև ՀՀ-ում՝ Քաջարան, Ագարակ)։

Ստացում 

Մոլիբդենը և նրա համաձուլվածքները ստանալու համար մոլիբդենիտային կոնցենտրատները (47-50% MoS2) ենթարկում են օքսիդացնող բովման, ապա վերականգնում ջրածնով (900-1000 °C)։ Ստացված մոլիբդենի փոշին վերամշակում են հալելով կամ մամլելով, կտորները՝ կռելով, գլանելով կամ ձգելով։ Առաձգական թաղանթներում հիդրոստատիկ մամլման միջոցով ստանում են 100-200 կգ-անոց կտորներ։ Ավելի մեծ պատրաստուկներ (500-2000 կգ) ստանում են էլեկտրական աղեղում։

Մոլիբդենիտից մաքուր մոլիբդեն ստանալու համար նախ հարստացված հանքաքարը ենթարկում են ջերմային մշակման մինչև МоО3 օքսիդի առաջացումը։

 

Դրանից հետո մոլիբդենի օքսիդը վերականգնում են ջրածնի միջոցով։

Ֆիզիկական հատկություններ 
Մաքուր վիճակում մոլիբդենը գորշ արծաթափայլ մետաղ է, փոշին՝ մոխրագույն, հալման ջերմաստիճանը՝ 2620±10 °С, եռմանը՝ մոտ 4800 °C, խտությունը՝ 10200 կգ/մ3։ Կարծրությունն ըստ Մոհսի սանդղակի 5.5 է։ Բնության մեջ հանդիպող տարրերից միայն տանտալը, օսմիումը, ռենիումը, վոլֆրամը և ածխածինն ունեն հալման ավելի բարձր ջերմաստիճաններ։

Մոլիբդենի թույլ օքսիդացումն սկսում է 300 °C-ից։ Արտադրության մեջ օգտագործվող մետաղներից այն ունի ամենափոքր ջերմային ընդարձակման գործակիցը։

Մեխանիկական հատկությունները կախված են մաքրության աստիճանից և մշակման եղանակից։ Միացություններում ցուցաբերում է +2 +3, + 4, +5 և առավել հաճախ +6 օքսիդացման աստիճաններ։

Իզոտոպներ 
Հայտնի է մոլիբդենի 35 իզոտոպ՝ 83-ից մինչև 117 ատոմային զանգվածներով։ Բնության մեջ հանդիպող իզոտոպները յոթն են՝ 92Mb, 94Mb,95Mb, 96Mb, 97Mb, 98Mb և 100Mb։ Դրանցից միայն մոլիբդեն-100-ն է անկայուն։ Նրա կիսատրոհման ժամանակը հավասար է 1019 տարի։ Մոլիբդեն-98-ն ամենատարածվածն է և կազմում է բոլոր մոլիբդենների 24.14%-ը։

Միացություններ

Քիմիական հատկություններ 
Մետաղների լարվածության շարքում գտնվում է ջրածնից քիչ ձախ։ Ջրածնի հետ չի միանում։ Աղաթթվում և նոսր ծծմբական թթվում լուծվում է շատ դանդաղ (80 °C)։ Հեշտ լուծվում է ազոտական և ծծմբական թթուների խառնուրդում, արքայաջրում, ջրածնի գերօքսիդում, տաք ազոտական թթվում, չի լուծվում ալկալիներում։

Ջրային գոլորշիներում 700 °C-ից բարձր տաքացնելիս օքսիդանում է, առաջացնելով MoՕ2։ Սովորական ջերմաստիճաններում կայուն է օդում, 400 °C-ում օքսիդանում է դանդաղ, 600 °C-ից բարձր՝ արագ, առաջացնելով МоО3, որի կանաչավուն երանգով սպիտակ բյուրեղները (հալման ջերմաստիճանը՝ 795 °С, եռմանը՝ 1155 °С) վատ են լուծվում ջրում, լավ՝ ալկալիներում, առաջացնելով մոլիբդենական թթուներ և մոլիբդատներ։

Պարզագույն մոլիբդենական թթուներն են մոնոհիդրատը՝ Н2МоO4 և երկհիդրատը՝ Н2МоՕ4 Н2Օ։ Մոլիբդենին հատուկ է хМоՕ3•у(Н2Օ) (х>у) բազմաթթուներ Н6Мօ7О24,Н4Мօ8О26, Н12Мօ24О78 են առաջացնելը։

Մոլիբդենական թթուների ալկալիական լուծույթներում միշտ կան MoO−2 իոններ, իսկ խիտ լուծույթներում (pH=0,9-6) նաև Мо3Օ−411, Н3МоՕ6 և այլն են անիոններ։ Մոլիբդատների թթվային լուծույթների վրա վերականգնիչներ (ՏO2, H2S, Zn և այլն) ավելացնելիս ստացվում է ամորֆ նստվածք, որը մետաքսը ներկելու համար օգտագործվող մոլիբդենային կապույտն է։

Մոլիբդենի (IV) օքսիդը՝ MoO2 (մուգ շագանակագույն բյուրեղներ), չի լուծվում ջրում և թթուներում։ Ազոտական թթվում օքսիդանում է։ Հայտնի են MonՕ3n-1 բաղադրության բազմաթիվ օքսիդներ (Mօ9O26, Mo8Օ23 են)։ Այսպիսով մոլիբդենի թթվածին պարունակող միացություններին հատուկ է պոլիմերային մոլեկուլներ առաջացնելը։

Մոլիբդենը ֆտորի հետ միանում է առանց տաքացնելու, քլորի հետ՝ 250 °C-ում և առաջացնում է MoF6 և МоСl5 հեշտ ցնդող նյութերը։ Մոլիբդենի բրոմիդները և յոդիդները անկայուն են։ Տաքացնելիս մոլիբդեն միանում է ծծմբի (440 °С), ազոտի (1500 °С), ածխածնի (1100°С), սիլիցիումի (1200°С) հետ։ MoS2-ի մուգ մոխրագույն բյուրեղները նման են գրա¬ ֆիտին, ունեն շփման փոքր գործակից։ թալվում են քայքայվելով (1700-1800 °C)։ Օդում տաքացնելիս (400-600 °C) օքսիդանում են մինչև MoO3, ջրածնում (800 °С)՝ վերականգնվում են մինչև մոլիբդենի։ Ջրում և նոսր թթունեում չեն լուծվում։ Լուծվում են արքայաջրում, տաք և խիտ ծծմբական և ազոտական թթուներում։

Մոլիբդենի կարբիդը՝ Мo7С, և սիլիցիդը՝ MoSi2, դժվարահալ են և քիմիապես կայուն։ Со-ի հետ մոլիբդեն առաջացնում է հեշտ ցնդող կարբոնիլ՝ Мо(СО)3, մետաղների հետ՝ համաձուլվածքներ, որոնցից շատերը (W-ի, Ti, V-ի, Li-ի հետ) ջերմակայուն են և տաքացնելիս պահպանում են մեխանիկական կայունությունը։ Մոլիբդենի համաձուլվածքները Ее-ի, Li-ի, Cr-ի, Со-ի հետ կայուն են նաև թթուների նկատմամբ։

Արդյունահանում 

Խոշոր հանքեր կան Չիլիում, Կանադայում, Նորվեգիայում, Ռուսաստանում, Մեքսիկայում, ԱՄՆ-ում, նաև՝ Հայաստանում։ 2011 թ. աշխարհում մոլիբդենի արտադրությունը եղել է 250 հազար տոննա։ Խոշորագույն արտադրողները եղել են՝
 Չինաստանը՝ 94 հազար տն,
 Միացյալ Նահանգները՝ 64 հազար տն,
 Չիլին՝ 38 հազար տն,
 Պերուն՝ 18 հազար տն,
 Մեքսիկան՝ 12 հազար տն։
2009 թվականի օգոստոսի դրությամբ մոլիբդենի մեկ տոննայի շուկայական գինը եղել է մոտավորապես $30 հազար։ 1997 թվականից մինչև 2003 թվականին տոննայի դիմաց $10 հազար գինը պահպանելուց հետո, 2005 թվականի հունիսին այն հասավ իր գագաթնակետին, կազմելով $103 հազար։

2012 թվականի դրությամբ մոլիբդենի արժեքը կազմել է տոննայի դիմաց մոտավորապես $32 500:

Արդյունահանումը Հայաստանում 
Աշխարհի մոլիբդենի պաշարների ավելի քան 7%-ը գտնվում է Հայաստանում, հիմնականում՝ Քաջարանում։

Քաջարանի հանքերի պաշարը գնահատվում է ավելի քան 1 միլիարդ տոննա և, ըստ հաշվարկների, Քաջարանի պղնձա-մոլիբդենային կոմբինատին աշխատանք կապահովի մոտավորապես 150 տարի։ Քաջարանում մաքուր մոլիբդենի պաշարը գնահատվում է մոտավորապես 550 հազար տոննա։ Հանքաքարում մոլիբդենի պարունակությունը կազմում է 0,055 %։

Կիրառություն
Արդյունահանվող մոլիբդենի 70-80 %-ը ծախսվում է լեգիրացված պողպատներ ձուլելու համար։ Մոլիբդեն և նրա համաձուլվածքներն օգտագործվում են էլեկտրավակուումային սարքերի արտադրության մեջ՝ անոդներ, ցանցեր, կաթոդներ, շիկացման թելերի հենարաններ և պատվանդաններ պատրաստելու համար։ Մոլիբդենի լարերն ու ժապավեններն օգտագործվում են տաքացուցիչ բարձր ջերմաստիճանային շիկացման վառարաններում։ Մոլիբդենից և նրա համաձուլվածքներից պատրաստում են նաև միջուկային ռեակտորների, հրթիռների և այլ թռչող սարքերի բարձր ջերմաստիճաններում աշխատող մասեր։ MoS2 օգտագործվում է որպես քսանյութ, մոլիբդենի օքսիդները՝ կատալիզատորներ։ Մոլիբդենի ավելցուկը կենդանիների մոտ առաջացնում է քրոնիկական մոլիբդենային տոքսիկոզ, որն ուղեկցվում է լուծով, նյութափոխանակության խանգարումով և հյուծում է օրգանիզմը։

 Մոլիբդենի փոշին որոշ բույսերի, օրինակ՝ ծաղկակաղամբի համար օգտագործվում է որպես պարարտանյութ։
 Մոլիբդենի անոդները փոխարինում են վոլֆրամին որոշ հատուկ օգտագործման ցածրավոլտ ռենտգենյան ճառագայթների աղբյուրներում։
Բարձր ջերմաստիճաններին առանց նշանակալի ընդարձակվելու կամ փափկելու մոլիբդենի դիմանալու հատկությունը նրան դարձնում է օգտակար՝ ամրանների, օդանավերի մասերի, էլեկտրական կոնտակտային մասերի, շարժիչների և շիկացման թելերի արտադրության ժամանակ։
Ամենաբարձր ամրության պողպատի համաձուլվածքը (օրինակ՝ 41 պողպատները) պարունակում են 0.25%-ից մինչև 8% մոլիբդեն։ Չնայած այդպիսի փոքր բաժիններին, տարեկան որպես չժանգոտող պողպատի, գործիքային պողպատի և բարձր ջերմաստիճաններին դիմացող համաձուլվածքների բաղադրիչ օգտագործվում է ավելի քան 43 000 տոննա մոլիբդեն։

Արժեք 
2012 թվականին 1 տոննան մոլիբդենի արժեքը կազմել է մոտ $32 500:

Տես նաև 
 Պարբերական աղյուսակ
 Մոլիբդենային հանքանյութեր

Ծանոթագրություններ

Արտաքին հղումներ 
 Մոլիբդենը Քիմիական տարրերի հայտնի գրադարանում
 Մոլիբդենը Webelements-ում
 Մոլիբդնեը-99 արտադրությւոնը սկսվել է Դմիտրոգրադում
 Մոլիբդեն-99

Անցումային մետաղներ
Մոլիբդեն