Molybdän

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE M eV	ZP
⁹⁰Mo	{syn.}	5,67 h	ε	2,489	⁹⁰Nb
⁹¹Mo	{syn.}	15,49 min	ε	4,434	⁹¹Nb
⁹²Mo	14,84 %	Mo ist stabil mit 50 Neutronen
⁹³Mo	{syn.}	4000 a	ε	0,405	⁹³Nb
⁹⁴Mo	9,25 %	Mo ist stabil mit 52 Neutronen
⁹⁵Mo	15,92 %	Mo ist stabil mit 53 Neutronen
⁹⁶Mo	16,68 %	Mo ist stabil mit 54 Neutronen
⁹⁷Mo	9,55 %	Mo ist stabil mit 55 Neutronen
⁹⁸Mo	24,13 %	Mo ist stabil mit 56 Neutronen
⁹⁹Mo	{syn.}	65,94 h	β^-	1,357	⁹⁹Tc
¹⁰⁰Mo	9,63 %	1,2·10¹⁹ a	β^-β^-	3,034	¹⁰⁰Ru
¹⁰¹Mo	{syn.}	14,61 min	β^-	2,824	¹⁰¹Tc
¹⁰²Mo	{syn.}	11,3 min	β^-	1,010	¹⁰²Tc

NMR-Eigenschaften

	⁹⁵Mo	⁹⁷Mo
Kernspin	5/2	-5/2
gamma / rad/T	1,743 · 10⁷	1,78 · 10⁷
Empfindlichkeit	0,00323	0,00343
Larmorfrequenz bei B = 4,7 T	13 M Hz	13,3 M Hz

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen.

Inhaltsverzeichnis

Eigenschaften

Molybdän ist ein Übergangsmetall der 5. Periode. Das hochfeste, zähe und harte Metall besitzt einen silbrigweißen Glanz. Von allen Elementen der 5. Periode besitzt es den höchsten Schmelzpunkt. Von reduzierenden Säuren (auch Flusssäure) wird es ebenso wie der größere Bruder Wolfram nicht angegriffen. Deshalb wird Molybdän in großen Mengen zur Herstellung von säurebeständigen Edelstählen und Nickelwerkstoffen eingesetzt. Oxidierende Säuren wie heiße konzentrierte Schwefelsäure, Salpetersäure oder Königswasser führen zu hohen Abtragsraten. Ebenso unbeständig ist Molybdän in oxidierenden Akalischmelzen.

In kleinen Zusätzen dient es zur Härtung von Stahl.

Molybdän ist ein sehr wichtiges Spurenelement, vor allem für Leguminosen. Die mit den Leguminosen in Symbiose lebenden Bakterien (in sog. Wurzelknöllchen) benötigen Molybdän für zwei Prozesse: Fixierung von molekularem Stickstoff und Nitratreduktion. Dazu liegt das Molybdän als Bestandteil von Enzymen vor,den sog. Molybdoproteinen.

Anwendungen

Mehr als 2/3 des hergestellten Molybdäns wird zur Erzeugung von Metalllegierungen verbraucht. Wolframverknappung im ersten Weltkrieg führte zu vermehrtem Einsatz von Molybdän zur Herstellung von hochfesten Werkstoffen. Bis heute ist Molybdän ein Legierungselement zur Steigerung von Festigkeit, Korrosions- und Hitzebeständigkeit. Molybdänhaltige Hochleistungswerkstoffe wie Hastelloy^®, Incoloy^® oder Nicrofer^® haben viele technische Verfahren erst möglich oder ökonomisch sinnvoll gemacht.

Molybdän wird zur Herstellung von Flugzeug- und Raketenteilen (Hitzeschild) verwandt. In der Ölverarbeitung wird es als Katalysator zur Schwefelentfernung eingesetzt.

Molybdändisulfid ist aufgrund seiner Schichtstruktur ein ideales Schmiermittel, auch bei erhöhten Temperaturen. Es kann als Feststoff, wie Graphit, aber auch suspendiert in herkömmlichen Schmierölen verwandt werden. Auch in elektronischen Bauteilen ist Molybdän zu finden. In TFTs (Dünnschichttransistoren) dient es als leitende Metallschicht.

Molybdate werden zur Imprägnierung von Stoffen verwendet, um diese schwer entflammbar zu machen.

Geschichte

Molybdän, von griech. molybdos für Blei, das in Lagerstätten in der Regel als Molybdänglanz (Molybdändisulfid) vorkommt wurde lange Zeit mit Bleiglanz oder auch Graphit verwechselt. 1778 gelang es Carl Wilhelm Scheele aus Molybdänglanz durch Behandlung mit Salpetersäure das weiße Molybdäntrioxid MoO₃ (Wasserbleierde) herzustellen. 1782 reduzierte P. J. Hjelm das Oxid mit Kohle zum elementaren Molybdän. Wegen seiner schwierigen Bearbeitbarkeit fand Molybdän lange Zeit keine Beachtung. Ende des 19. Jahrhunderts bemerkten Mitarbeiter der französischen Firma Schneider & Co. bei der Herstellung von Panzerplatten die nützlichen Eigenschaften von Molybdän als Legierungselement.

Quellen

Molybdän kommt natürlich meistens als Molybdänit (Molybdänglanz, MoS₂) mit einer Konzentration von etwa 0,3 % vor. Daneben gibt es noch Wulfenit (Gelbbleierz, PbMo₄) und Powellit (Ca,Mo,W)O₄. Zur Verhüttung gelangt überwiegend das durch den Kupferbergbau anfallende Koppelprodukt Molybdänit.

Gewinnung

Molybdän kann nicht durch Reduktion mit Kohle aus den oxidischen Erzen gewonnen werden, da hierbei Molybdänkarbid entsteht.

Physiologie

Molybdän ist für Pflanzen essenziell. Durch Molybdänmangel kann ein Boden unfruchtbar sein. In Pflanzen und Tieren beträgt die Molybdänkonzentration einige ppm. Einige Pflanzen (siehe Leguminosen) gehen mit Bakterien Symbiosen ein (Knöllchenbakterien), die in der Lage sind mit einem molybdänhaltigen Enzym (Nitrogenase) Luftstickstoff zu binden.

Auch für die menschliche Ernährung ist Molybdän essenziell. Der Schätzwert der DGE für Jugendliche und Erwachsene geht von 50–100 µg Molybdän als angemessene Tageszufuhr aus. (DACH: Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr, 2000). Werden hohe Aufnahmen (10–15 mg/Tag) erreicht – zum Beispiel durch molybdänreiche Böden, so treten gichtähnliche Symptome, Gelenkschmerzen und Lebervergrößerungen auf.

Lebewesen nutzen molybdänhaltige Enzyme zur Purinzersetzung und Harnsäurebildung. Einige Tierarten weisen durch Molydängaben im Futter ein erhöhtes Wachstum auf.

Vorsichtsmaßnahmen

Molydänstaub und -verbindungen wie Molybdäntrioxid und wasserlösliche Molybdate weisen eine leichte Toxizität auf, wenn sie inhaliert oder oral eingenommen werden.

Tests lassen vermuten, das Molybdän im Gegensatz zu vielen anderen Schwermetallen relativ wenig toxisch wirkt. Akute Vergiftungen sind wegen der dazu notwendigen Mengen unwahrscheinlich. Im Bereich des Molybdänbergbaus und -herstellung könnten höhere Molybdänexpositionen vorkommen. Bisher sind aber keine Krankheitsfälle bekannt geworden.