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主要成分


        鉬的性質

        鉬位於門捷列夫週期表第5週期·✘╃、第VIB族│↟,為一過渡性元素│↟,鉬原子序數42│↟,原子量95.94│↟,原子中電子排布為₪◕·☁:ls2s2p3s3p3d4s4p4d5s₪╃。由於價電子層軌道呈半充滿狀態│↟,鉬介於親石元素(8電子離子構型)和親銅元素(18電子離子構型)之間│↟,表現典型過渡狀態.V. W.戈爾德斯密特在元素的地球化學分類裡將它稱親鐵元素₪╃。 [4] 自然界裡│↟,鉬有七個穩定的天然同位素│↟,它們的核子數及其在天然混合物中所佔比例如表1所列₪╃。

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        另據文獻記載│↟,已發現第八種天然同位素的存在₪╃。此外│↟,還發現鉬有十一種人造放射性同位素│↟,因資料資料不詳│↟,此不贅述₪╃。 鉬為銀白色金屬│↟,鉬原子半徑為0.14nm原子體積為235.5px/mol│↟,配位數為8│↟,晶體為Az型體心立方晶系│↟,空間群為Oh(lm3m)│↟,至今還沒發現它有異構轉變.常溫下鉬的晶格引數在0.31467~0.31475nm之間│↟,隨雜質含量而變化₪╃。鉬熔點很高│↟,在自然界單質中名列第六│↟,被稱作難熔金屬│↟,見表2(摘自《理化手冊; 60th ) 鉬的密度為10.23g/cm│↟,約為鎢的一半(鎢密度19.36g/cm)₪╃。鉬的熱膨脹係數很低20~100℃時為4.9×10/℃;鉬的熱傳導率較高│↟,為142.35w/(m·k) 鉬電阻率較低₪◕·☁:0℃時為5.17×-10Ω·cm;800℃時為24.6×-10Ω·cm;2400℃時為72×-10Ω·cm₪╃。鉬屬順磁體│↟,99.99%純度的鉬在25℃時比磁化係數為0.93×10cm/g₪╃。鉬的比熱在25℃時為242. 8J/(kg·k)₪╃。鉬的硬度較大│↟,摩氏硬度為5~5.5₪╃。鉬在沸點的蒸發熱為594kJ/mol;熔化熱為27.6 ±2.9kJ/mol;在25℃時的昇華熱為659kJ/mol₪╃。

        顯然│↟,鉬要丟掉七個或八個電子是極困難的₪╃。這決定了鉬的化學性質比較穩定₪╃。 常溫或在不太高的溫度下│↟,鉬在空氣或水裡是穩定的₪╃。鉬在空氣中加熱│↟,顏色開始由白(色)轉暗灰色;溫升至520℃│↟,鉬開始被緩慢氧化│↟,生成黃色三氧化鉬(MoO3溫度降至常溫後變為白色);溫升至600℃以上│↟,鉬迅速被氧化成MoO3₪╃。鉬在水節氣中加熱至700~800℃便開始生成MoO2│↟,將它進一步加熱│↟,二氧化鉬被繼續氧化成三氧化鉬₪╃。鉬在純氧中可自燃│↟,生成三氧化鉬₪╃。 鉬的氧化物已見於報道的很多│↟,但不少是反應中間產物│↟,而不是熱力學穩定相態₪╃。非常可靠的只有九種│↟,其結構與轉化溫度如下圖₪╃。

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        另外│↟,在生成MoO2前還有三種中間產物Mo2O3, moO和Mo3O│↟,但都還未能製造出它們的純產物₪╃。 鉬的這一系列載化物中│↟,除最高價態的MoO3為酸酐外│↟,其餘氧化物均為鹼性氧化物₪╃。鉬最重要的氧化物是MoO3和MoO2₪╃。 MoO2分子量為127.94│↟,含Mo74.99%₪╃。純MoO2呈暗灰色·✘╃、深褐色粉末狀₪╃。25℃時│↟,MoO2的生成熱為550kJ/mol│↟,密度為6.34~6.47g/cm₪╃。MoO2呈金紅石單斜結晶構造│↟,單位晶體(晶胞)由兩個MoO2分子組成│↟,晶格引數為a= 0.5608nm, b= 0.4842nm│↟,c=0.5517nm│↟,d=11.975nm₪╃。 MoO2可溶於水│↟,易溶於鹽酸及硝酸│↟,但不溶於氨水等鹼液裡₪╃。在空氣·✘╃、水蒸氣或氧氣中繼續加熱MoO2│↟,它將被進一步氧化│↟,直至完全生成MoO3₪╃。在真空中加熱到1520~1720℃固態MoO2區域性昇華而不分解出氧│↟,但大部分MoO2分解成MoO3氣體和固態Mo₪╃。Jette. E. R(1935年)報道₪◕·☁:MoO2在1980℃±50℃·✘╃、0.1MPa(惰性氣體)的條件下分解成鉬和氧₪╃。 MoO2是鉬氧化的最終產物₪╃。moO3為淡綠或淡青色的白色粉末₪╃。分子量為143.94│↟,含Mo 66.65%₪╃。25℃時│↟,MoO3的生成熱為668kJ/mol│↟,密度為4. 692g/cm│↟,熔點為795℃│↟,沸點為1155℃.在低於熔點的溫度已開始昇華.在520~720℃時│↟,昇華呈氣體的三氧化相為MoxO3x分子混合物│↟,其中x=3~5│↟,以x=3為主₪╃。 MoO3微溶於水而生成鉬酸₪╃。18℃│↟,MoO3溶解度為1.066%│↟,70℃時為2.05%₪╃。溶於水的三氧化鉬與水按不同比例組成一系列同多酸│↟,nMoO3·mH2O│↟,其中n≥m₪╃。這一系列同多酸中比較重要的有₪◕·☁:鉬酸H2MoO4(n=m=1)│↟,仲鉬酸H6Mo7O24, (n=7,m=3)│↟,四鉬鉬酸H2Mo4O13(n=4│↟,m=1)₪╃。這些同多酸可看作兩個或多個同種簡單含氧酸分子縮水而成₪╃。比如7H2MoO4←→H6Mo7O24+ 4H2O₪╃。X分析發現│↟,Mo7O24的結構由七個MoO6正八面體相連而成₪╃。 MoO3易溶於氨水·✘╃、鹼金屬鹼液中│↟,生成與同多酸對應的鹽₪╃。MoO3在鹼性介質(pH>10)中往往呈MoO4存在│↟,而在酸性介質中│↟,它往往以Mo7O24(pH≤6~8)或Mo8O24(pH=1.5~2.9)形式存在₪╃。作為鉬的重要化工產品——工業鉬酸銨│↟,也正是這一系列同多酸的銨鹽混合物₪╃。 室溫下│↟,鉬能與F2反應₪╃。250℃鉬開始與Cl2反應│↟,700~800℃鉬可與Cl2反應生成MoCl2₪╃。在白熱溫度下│↟,鉬能與Br2反應₪╃。鉬與鹵素反應產物可以是MoX6(如MoF6)│↟,亦可是MoO2X2(如MoO2Cl2)或者是MoOX4(如MoOCl4)或者是MoX₪╃。 600℃以上│↟,鉬在N2中開始脆化₪╃。1500℃以上鉬才開始與N2反應│↟,2400℃以上鉬與N2反應生成氮化物₪╃。但是│↟,直至熔解(2622℃±10℃)│↟,鉬都不能與H2反應₪╃。因而│↟,工業上通常用H2還原MoO3以生產金屬鉬粉₪╃。反應過程可能是₪◕·☁:450~500℃時│↟,MoO3經H2還原│↟,經生成Mo5O14·✘╃、Mo17O47·✘╃、Mo4O11等中間氧化態後生成MoO2;1000~1100℃時│↟,H2進一步將MoO2還原成金屬鉬粉. 鉬在CO2中加熱│↟,可以被氧化為MoO3;而反應產物MoO3與CO又可反應│↟,再度還原成Mo₪◕·☁:Mo + 3CO2←→MoO3+ 3CO 鉬粉或氧化鉬在CO或者CH4·✘╃、H2混合物中共同加熱可以生成碳化鉬₪╃。600℃時生成物為Mo2C它性脆·✘╃、密度為8.9g/cm│↟,熔點為2380℃;而800℃時的生成物為MoC│↟,它的密度為8.4g/cm₪╃。 鉬在常溫下不與HF·✘╃、HCI·✘╃、稀HNO3·✘╃、稀H2SO4及鹼溶液反應₪╃。鉬只溶於濃HNO3·✘╃、王水或熱而濃的H2SO4·✘╃、煮沸的HCI中₪╃。 鉬的生物屬性也很重要│↟,它不僅是植物也是動物必不可少的微量元素₪╃。 鉬是植物體內固氮菌中鉬黃素蛋白酶的主要成份之一;也是植物硝酸還原酶的主要成份之一;還能激發磷酸酶活性│↟,促進作物內糖和澱粉的合成與輸送;有利於作物早熟₪╃。鉬是七種重要微量營養元素之一₪╃。 鉬還是動物體內肝·✘╃、腸中黃嘌呤氧化酶·✘╃、醛類氧化酶的基本成份之一│↟,也是亞硫酸肝素氧化酶的基本成份₪╃。研究表明│↟,鉬還有明顯防齲作用│↟,鉬對尿結石的形成有強烈抑制作用│↟,人體缺鉬易患腎結石₪╃。一個體重70kg的健康人│↟,體內含鉬9mg₪╃。對於人類│↟,鉬是第二·✘╃、第三類過渡元素中已知唯一對人必不可少的元素│↟,與同類過渡元素相比│↟,鉬的毒性極低│↟,甚至可認為基本無毒₪╃。當然│↟,過量的食入也會加速人體動脈壁中彈性物質——縮醛磷脂——氧化₪╃。所以│↟,土壤含鉬過高的地區│↟,癌症發病率較低但痛風病·✘╃、全身性動脈硬化的發病率較高₪╃。而食入含鉬過量的飼草的動物│↟,尤其長角動物易患胃病₪╃。

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