物理 [元素周期表] 钼
钼 (Molybdenum)
基本信息
元素符号: Mo
原子序数: 42
原子量: 95.95
位置: 位于元素周期表第五周期,第6族(VIB族),属于过渡金属,位于铬和钨之间。
电子构型: [Kr] 4d⁵ 5s¹
原子结构
电子特征: 5s轨道单电子,4d轨道五个电子。常见氧化态为+2、+3、+4、+5、+6,其中+6最稳定(以钼酸盐形式存在)。
同族特性: 与铬(Cr)、钨(W)同属VIB族,具有相似的高熔点、高温强度和良好的导热导电性。
天然同位素: 由⁹²Mo、⁹⁴Mo、⁹⁵Mo、⁹⁶Mo、⁹⁷Mo、⁹⁸Mo、¹⁰⁰Mo七种稳定同位素组成,其中⁹⁸Mo丰度最高(约24.1%)。
物理性质
外观: 银灰色金属,表面呈金属光泽,粉末状呈深灰色。
密度: 10.28 g/cm³,属于高密度难熔金属。
熔点与沸点: 熔点2623°C,沸点4639°C,具有优异的高温稳定性和抗蠕变性能。
硬度与脆性: 常温下质地较硬且有一定脆性,加工时需注意;高温下塑性良好,可通过热加工成型。
电阻率: 电阻率较低(约5.34 µΩ·cm,20°C),具有良好的导电性能。
化学性质
常温稳定性: 常温下在空气中稳定,对水和多数弱酸表现出良好的抗腐蚀能力。
氧化行为: 在空气中加热至约400°C以上时开始氧化,生成三氧化钼(MoO₃);约600°C以上氧化明显,表面形成黄白色氧化膜。
三氧化钼特性: MoO₃是淡黄白色粉末,具有层状结构,易升华(约795°C),微溶于水,易溶于碱和氨水生成钼酸盐。
酸溶性: 不溶于盐酸、氢氟酸和稀硫酸,可溶于浓硝酸和浓硫酸的混合酸(氧化性条件),亦溶于王水。钼酸盐在酸性条件下易聚合生成多钼酸盐。
配合物特征: 钼可形成多种配位化合物,氧化态范围广,在生物体内是多种氧化还原酶(如硝酸还原酶、固氮酶)的关键活性中心元素。
存在与制备
自然丰度: 地壳中丰度约1.2 ppm,在难熔金属中相对较高,但依然属于稀有金属。
主要来源: 主要矿物为辉钼矿(MoS₂,最重要工业矿物),其次为钼铅矿(PbMoO₄)、钼华(MoO₃)等。常与铜、钨等金属硫化物共生。主要产自中国(储量居前)、美国、智利、秘鲁等地。
制备方法: 辉钼矿精矿经浮选富集→氧化焙烧生成工业三氧化钼→氨浸出得钼酸铵溶液→净化除杂→酸沉或结晶得纯钼酸铵→煅烧得高纯三氧化钼→氢气还原得钼粉→粉末冶金或真空熔炼得致密金属钼材。