[科普中國(guó)]-鉬

發(fā)現(xiàn)歷史

1782年，瑞典的埃爾姆，用亞麻子油調(diào)過(guò)的木炭和鉬酸混合物密閉灼燒，而得到鉬2。

1953年確知鉬為人體及動(dòng)植物必須的微量元素。

主要礦物是輝鉬礦（MoS2）。

天然輝鉬礦MoS2是一種軟的黑色礦物，外型和石墨相似。18世紀(jì)末以前，歐洲市場(chǎng)上兩者都以“molybdenite”名稱出售。1779年，舍勒指出石墨與molybdenite（輝鉬礦）是兩種完全不同的物質(zhì)。他發(fā)現(xiàn)硝酸對(duì)石墨沒(méi)有影響，而與輝鉬礦反應(yīng)，獲得一種白堊狀的白色粉末，將它與堿溶液共同煮沸，結(jié)晶析出一種鹽。他認(rèn)為這種白色粉末是一種金屬氧化物，用木炭混合后強(qiáng)熱，沒(méi)有獲得金屬，但與硫共熱后卻得到原來(lái)的輝鉬礦。

1782年，瑞典一家礦場(chǎng)主埃爾姆從輝鉬礦中分離出金屬，命名為molybdenum，元素符號(hào)定為Mo。漢語(yǔ)譯成鉬。它得到貝齊里烏斯等人的承認(rèn)。

物理化學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)鉬位于門捷列夫周期表第5周期3、第VIB族，為一過(guò)渡性元素，鉬原子序數(shù)42，原子量95.94，原子中電子排布為：ls2s2p3s3p3d4s4p4d5s。由于價(jià)電子層軌道呈半充滿狀態(tài)，鉬介于親石元素(8電子離子構(gòu)型）和親銅元素(18電子離子構(gòu)型）之間，表現(xiàn)典型過(guò)渡狀態(tài)．V. W.戈?duì)柕滤姑芴卦谠氐牡厍蚧瘜W(xué)分類里將它稱親鐵元素。 自然界里，鉬有七個(gè)穩(wěn)定的天然同位素，它們的核子數(shù)及其在天然混合物中所占比例如表1所列。

表1 鉬的同位素及分配

|| ||

另?yè)?jù)文獻(xiàn)記載，已發(fā)現(xiàn)第八種天然同位素的存在。此外，還發(fā)現(xiàn)鉬有十一種人造放射性同位素，因資料數(shù)據(jù)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(shù)為8，晶體為Az型體心立方晶系，空間群為Oh（lm3m），至今還沒(méi)發(fā)現(xiàn)它有異構(gòu)轉(zhuǎn)變．常溫下鉬的晶格參數(shù)在0.31467~0.31475nm之間，隨雜質(zhì)含量而變化。鉬熔點(diǎn)很高，在自然界單質(zhì)中名列第六，被稱作難熔金屬，見(jiàn)表2。鉬的密度為10.23g/cm，約為鎢的一半（鎢密度19.36g/cm）。鉬的熱膨脹系數(shù)很低，20~100℃時(shí)為4.9×10/℃；鉬的熱傳導(dǎo)率較高，為142.35w/(m·k) 。鉬電阻率較低：0℃時(shí)為5.17×-10Ω·cm；800℃時(shí)為24.6×-10Ω·cm；2400℃時(shí)為72×-10Ω·cm。鉬屬順磁體，99.99%純度的鉬在25℃時(shí)比磁化系數(shù)為0.93×10cm/g。鉬的比熱在25℃時(shí)為242. 8J/（kg·k）。鉬的硬度較大，摩氏硬度為5~5.5。鉬在沸點(diǎn)的蒸發(fā)熱為594kJ/mol；熔化熱為27.6 ±2.9kJ/mol；在25℃時(shí)的升華熱為659kJ/mol。

表2 難熔物及熔、沸點(diǎn)

|| ||

鉬的原子半徑、離子半徑與鎢、錸的很接近。

|| ||

鉬原子的電子排列體現(xiàn)了典型過(guò)渡元素的性質(zhì)：次外層的五個(gè)4d軌道、最外層的一個(gè)5s軌道上電子均呈半棄滿狀態(tài)。鉬原子外層電子電離電位為：

|| ||

化學(xué)性質(zhì)鉬要丟掉七個(gè)或八個(gè)電子是極困難的4。這決定了鉬的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。 常溫或在不太高的溫度下，鉬在空氣或水里是穩(wěn)定的。鉬在空氣中加熱，顏色開(kāi)始由白（色）轉(zhuǎn)暗灰色；溫升至520℃，鉬開(kāi)始被緩慢氧化，生成黃色三氧化鉬（MoO3，溫度降至常溫后變?yōu)榘咨?；溫升?00℃以上，鉬迅速被氧化成MoO3。鉬在水蒸氣中加熱至700~800℃便開(kāi)始生成MoO2，將它進(jìn)一步加熱，二氧化鉬被繼續(xù)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(jiàn)于報(bào)道的很多，但不少是反應(yīng)中間產(chǎn)物，而不是熱力學(xué)穩(wěn)定相態(tài)。非?？煽康闹挥芯欧N，其結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)化溫度如表3。

表3 鉬的氧化物

|| ||