מוליבדן (Mo), אלמנט כימי, מתכת עקיפה בצבע אפור כסוף מקבוצה 6 (VIb) של הטבלה המחזורית, משמש להקניית חוזק מעולה לפלדה וסגסוגות אחרות בטמפרטורה גבוהה.
הכימאי השבדי קרל וילהלם שיל הראה (בערך 1778) כי המינרל מוליבדאינה (כיום מוליבדיניט), שנחשב במשך זמן רב להיות עפרות עופרת או גרפיט, בהחלט מכיל גופרית ואולי גם מתכת לא מוכרת בעבר. לפי הצעתו של שלל, פיטר ג'ייקוב הלם, כימאי שוודי אחר, בודד בהצלחה את המתכת (1782) וכינה אותה מוליבדן, מהמוליבדוס היווני, "עופרת".
מוליבדן לא נמצא חופשי בטבע. אלמנט נדיר יחסית, הוא שופע בערך כמו טונגסטן, שהוא דומה לו. עבור מוליבדן העפרות הראשיות הן מוליבדן - מוליבדן דיסולפיד, MoS 2 - אך נמצאו גם מוליבטים כמו מוליבדת עופרת, PbMoO 4 (wulfenite) ו- MgMoO 4. עיקר הייצור המסחרי נובע מעפרות המכילות את המינרלים המוליבדנית. המינרל המרוכז קלוי בדרך כלל בעודף אוויר בכדי להניב את תחמוצת המוליבדן (MoO 3), המכונה גם תחמוצת מוליבדית טכנית, אשר לאחר הטיהור ניתן להפחית עם מימן למתכת. הטיפול העוקב תלוי בשימוש האולטימטיבי במוליבדן. ניתן להוסיף מוליבדן לפלדה בכבשן בצורה של תחמוצת טכנית או פרומוליבדן. פרומוליבדן (המכיל לפחות 60 אחוז מוליבדן) מופק על ידי הצתה של תערובת של תחמוצת טכנית ותחמוצת ברזל. מתכת מוליבדן מיוצרת בצורה של אבקה על ידי הפחתת מימן של תחמוצת מוליבדית טהורה כימית או אמוניום מוליבדאט, (NH 4) 2 MoO 4. האבקה מומרת למתכת מסיבית בתהליך האבקה-מטלורגיה או בתהליך הליהוק של הקשת.
סגסוגות בסיס מוליבדן והמתכת עצמה הם בעלי חוזק שימושי בטמפרטורות שמעליהן מותכות רוב המתכות והסגסוגות האחרות. אולם השימוש העיקרי במוליבדן הוא כחומר סגסוגת בייצור סגסוגות ברזליות ובלתי-ברזליות, אליו הוא תורם באופן ייחודי לחוזק חם ועמידות בפני קורוזיה, למשל במנועי סילון, ספינות בעירה וחלקים לאחר הצורב. זהו אחד האלמנטים היעילים ביותר להגברת יכולת ההקשחה של ברזל ופלדה, והוא תורם גם לקשיחות של פלדות מרוות ומחוסמות. העמידות בפני קורוזיה הגבוהה הנחוצה בפלדות אל חלד המשמשות לעיבוד תרופות ופלדות הכרום לקצץ רכב משופרת באופן ייחודי על ידי תוספות קטנות של מוליבדן. מוליבדן מתכתי שימש לחלקים חשמליים ואלקטרוניים כמו תומכי נימה, אנודות ורשתות. מוט או חוט משמשים לגופי חימום בתנורים חשמליים הפועלים עד 1,700 מעלות צלזיוס. ציפויי מוליבדן דבקים היטב בפלדה, ברזל, אלומיניום ומתכות אחרות ומראים עמידות מצוינת בפני שחיקה.
מוליבדן עמיד למדי להתקפה על ידי חומצות, למעט תערובות של חומצות חנקתיות וחומציות הידרופלואוריות, וניתן לתקוף אותו במהירות על ידי נמסים מחמצנים אלקליין, כמו תערובות התמזגות של אשלגן חנקתי ונתרן הידרוקסיד או נתרן חמצן; עם זאת, אלקליות מימיות הן ללא השפעה. הוא אינרטי לחמצן בטמפרטורה רגילה אך משלב עמו בקלות בחום אדום, כדי לתת את הטריוקסיד, ומותקף על ידי פלואור בטמפרטורת החדר, כדי לתת להקספלואורידים.
מוליבדן טבעי הוא תערובת של שבעה איזוטופים יציבים: מוליבדן -92 (15.84 אחוז), מוליבדן -94 (9.04 אחוז), מוליבדן -95 (15.72 אחוז), מוליבדן -96 (16.53 אחוז), מוליבדן -95 (9.46 אחוז), מוליבדן -98 (23.78 אחוז), ומוליבדן -100 (9.13 אחוז). מוליבדן מציג מצבי חמצון של +2 עד +6 ונחשב להציג את מצב החמצון האפס בקרבונטיל Mo (CO) 6. מוליבדן (+6) מופיע בתלת-תחמוצת, התרכובת החשובה ביותר, ממנה מכינים רוב התרכובות האחרות שלה, ובמוליבטים (המכילים את האניון MoO 4 2), המשמשים לייצור פיגמנטים וצבעים. מוליבדן דיסולפיד (MoS 2), הדומה לגרפיט, משמש כחומר סיכה מוצק או כתוסף לשומנים ושמנים. מוליבדן יוצר תרכובות ביניים אינטרסטיליות קשות, עקשן וכימיים עם בור, פחמן, חנקן וסיליקון לאחר תגובה ישירה עם אותם יסודות בטמפרטורות גבוהות.
מוליבדן הוא יסוד קורט חיוני בצמחים; בקטניות כזרז זה מסייע לחיידקים לתקן חנקן. מוליבדן טריוקסיד ונתרן מוליבדאט (Na 2 MoO 4) שימשו כמיקרוטריינטים.
היצרנים הגדולים ביותר של מוליבדן הם סין, ארצות הברית, צ'ילה, פרו, מקסיקו וקנדה.
מאפייני אלמנט
| מספר אטומי | 42 |
|---|---|
| משקל אטומי | 95.94 |
| נקודת המסה | 2,610 מעלות צלזיוס |
| נקודת רתיחה | 5,560 מעלות צלזיוס |
| כוח משיכה ספציפי | 10.2 ב 20 מעלות צלזיוס |
| מצבי חמצון | 0, +2, +3, +4, +5, +6 |
| תצורת האלקטרון | [Kr] 4d 5 5s 1 |
