मोलिब्डेनम: संरचना, गुण, मूल्य, कार्य - रसायन विज्ञान - 2025

मोलिब्डेनम (मो) एक संक्रमण धातु समूह 6, आवर्त सारणी की अवधि 5 से संबंधित है। इसमें इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन (Kr) 4d ⁵ 5s ^{1 है}; परमाणु संख्या 42 और औसत परमाणु द्रव्यमान 95.94 g / mol है। इसके 7 स्थिर समस्थानिक हैं: ⁹² Mo, ⁹⁴ Mo, ⁹⁵ Mo, ⁹⁶ Mo, ⁹⁷ Mo, ⁹⁸ Mo और ¹⁰⁰ Mo; आइसोटोप ⁹⁸ मो होने के नाते जो अधिक से अधिक अनुपात में है।

यह एक चांदी की उपस्थिति के साथ एक सफेद धातु है और इसमें क्रोमियम के समान रासायनिक गुण हैं। वास्तव में, दोनों एक ही समूह के धातु तत्व हैं, क्रोमियम मोलिब्डेनम के ऊपर स्थित है; यही है, मोलिब्डेनम भारी है और एक उच्च ऊर्जा स्तर है।

स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से रासायनिक तत्वों के हाय-रे चित्र (http://images-of-elements.com/molybdenum.php) द्वारा

मोलिब्डेनम प्रकृति में मुक्त नहीं पाया जाता है, लेकिन खनिजों के हिस्से के रूप में, सबसे प्रचुर मात्रा में मोलिब्डेनइट (MoS ₂) है। इसके अलावा, यह अन्य सल्फर युक्त खनिजों से जुड़ा हुआ है, जिसमें से तांबा भी प्राप्त किया जाता है।

प्रथम विश्व युद्ध के दौरान इसका उपयोग बढ़ गया, क्योंकि इसने टंगस्टन का स्थान ले लिया, जो इसके बड़े पैमाने पर शोषण के कारण दुर्लभ था।

विशेषताएँ

मोलिब्डेनम इसकी महान स्थायित्व, जंग के प्रतिरोध, उच्च पिघलने बिंदु, निंदनीय होने और उच्च तापमान को समझने की विशेषता है। यह एक दुर्दम्य धातु माना जाता है क्योंकि इसमें प्लैटिनम (1,772º C) से अधिक पिघलने वाला बिंदु होता है।

इसमें अतिरिक्त गुणों का एक सेट भी है: इसके परमाणुओं की बाध्यकारी ऊर्जा उच्च, निम्न वाष्प दबाव, थर्मल विस्तार के कम गुणांक, उच्च तापीय चालकता और कम विद्युत प्रतिरोध है।

इन सभी गुणों और विशेषताओं ने मोलिब्डेनम को कई उपयोगों और अनुप्रयोगों के लिए अनुमति दी है, जिनमें से सबसे उल्लेखनीय स्टील के साथ मिश्र धातुओं का निर्माण है।

दूसरी ओर, यह जीवन के लिए एक आवश्यक ट्रेस तत्व है। बैक्टीरिया और पौधों में, मोलिब्डेनम कई एंजाइमों में मौजूद एक कोफ़ेक्टर है जो नाइट्रोजन के निर्धारण और उपयोग में शामिल है।

मोलिब्डेनम ऑक्सोट्रांस्फरेज एंजाइम की गतिविधि के लिए एक सहसंयोजक है, जो दो इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करते समय पानी से ऑक्सीजन परमाणुओं को स्थानांतरित करता है। इन एंजाइमों में प्राइमेट ज़ैंथिन ऑक्सीडेज शामिल है, जिसका कार्य यूरिथिक एसिड के लिए एक्सथाइन को ऑक्सीकरण करना है।

यह कई खाद्य पदार्थों से प्राप्त किया जा सकता है, जिसमें निम्न शामिल हैं: फूलगोभी, पालक, लहसुन, साबुत अनाज, एक प्रकार का अनाज, गेहूं के बीज, दाल, सूरजमुखी के बीज, और दूध।

खोज

मोलिब्डेनम प्रकृति में पृथक नहीं है, इसलिए इसके कई परिसरों में यह प्राचीन काल में सीसा या कार्बन के साथ भ्रमित था।

1778 में, स्वीडिश रसायनज्ञ और फार्मासिस्ट, कार्ल विल्हेम ने मोलिब्डेनम को एक अलग तत्व के रूप में पहचानने में कामयाबी हासिल की। विल्हेम ने नाइट्रिक एसिड के साथ मोलिब्डेनइट (MoS ₂) का इलाज किया, एक एसिड प्रकृति का एक यौगिक प्राप्त किया जिसमें उन्होंने मोलिब्डेनम की पहचान की।

बाद में, 1782 में, पीटर जैकब हेजेल ने विल्हेम के एसिड यौगिक का उपयोग करते हुए, कार्बन के साथ कमी करके, एक अशुद्ध मोलिब्डेनम को अलग करने में सफल रहे।

संरचना

मोलिब्डेनम की क्रिस्टल संरचना क्या है? इसकी धातु के परमाणु वायुमंडलीय दबाव में शरीर-केंद्रित क्यूबिक क्रिस्टल प्रणाली (बीसीसी) को अपनाते हैं। उच्च दबावों पर, मोलिब्डेनम परमाणुओं को सघन संरचनाएं बनाने के लिए कॉम्पैक्ट करता है, जैसे चेहरा केंद्रित घन (एफसीसी) और हेक्सागोनल (एचसीपी)।

इसका धातु बंधन मजबूत है, और इस तथ्य के साथ मेल खाता है कि यह उच्चतम पिघलने बिंदु (2623 (C) के साथ ठोस में से एक है। यह संरचनात्मक ताकत इस तथ्य के कारण है कि मोलिब्डेनम इलेक्ट्रॉनों में समृद्ध है, इसकी क्रिस्टलीय संरचना काफी घनी है, और यह क्रोमियम से भारी है। ये तीन कारक इसे मिश्र धातुओं को मजबूत करने की अनुमति देते हैं जिसमें यह एक हिस्सा है।

दूसरी ओर, धातु मोलिब्डेनम की संरचना से अधिक महत्वपूर्ण इसके यौगिकों की है। मोलिब्डेनम में इसकी विशेषता होती है कि वह न्यूक्लियर (Mo-Mo) या पॉलीन्यूक्लियर (Mo-Mo-Mo- · · साइंज़र) यौगिकों को बनाता है।

यह एमओएक्स _{8 के} माध्यम से फार्मूला एमओएक्स _{4 के} साथ यौगिक बनाने के लिए अन्य अणुओं के साथ समन्वय भी कर सकता है । इन यौगिकों के भीतर, ऑक्सीजन पुलों (Mo-O-Mo) या सल्फर (Mo-S-Mo) की उपस्थिति आम है।

गुण

दिखावट

ठोस चांदी सफेद।

गलनांक

2,623 ° C (2,896 K)।

क्वथनांक

4,639 ° C (4,912 K)।

संलयन की संधि

32 केजे / मोल।

वाष्पीकरण की आंत्रशोथ

598 kJ / मोल।

वाष्प दबाव

3,000 K पर 3.47 Pa।

मोह पैमाने पर कठोरता

5.5

जल में घुलनशीलता

मोलिब्डेनम यौगिक पानी में खराब घुलनशील हैं। हालांकि, मोलिब्डेट आयन MoO ₄ ^-2 घुलनशील है।

जंग

यह जंग के लिए प्रतिरोधी है और धातुओं में से एक है जो हाइड्रोक्लोरिक एसिड की कार्रवाई का सबसे अच्छा विरोध करता है।

ऑक्सीकरण

यह कमरे के तापमान पर जंग नहीं लगाता है। जल्दी जंग लगने के लिए 600 rustC से अधिक तापमान की आवश्यकता होती है।

Valencias

मोलिब्डेनम का इलेक्ट्रॉन विन्यास 4 डी ^{5 5} एस ^{1 है}, इसलिए इसमें छह वैलेंस इलेक्ट्रॉन हैं। इस बात पर निर्भर करता है कि यह किस परमाणु को बांधता है, धातु अपने सभी इलेक्ट्रॉनों को खो सकती है और इसमें +6 (VI) की वेलेंस हो सकती है। उदाहरण के लिए, यदि यह इलेक्ट्रोनगेटिव फ्लोरीन परमाणु (MoF ₆) के साथ बांड बनाता है ।

हालांकि, यह 1 से 5 इलेक्ट्रॉनों को खो सकता है। इस प्रकार, इसका मान +1 (I) से +5 (V) तक होता है। जब यह केवल एक इलेक्ट्रॉन खो देता है, तो यह 5s कक्षीय छोड़ देता है, और इसका विन्यास 4d ⁵ हो जाता है । 4d ऑर्बिटल के पांच इलेक्ट्रॉनों को मो परमाणु को छोड़ने के लिए अत्यधिक अम्लीय मीडिया और बहुत इलेक्ट्रॉन जैसी प्रजातियों की आवश्यकता होती है।

इसके छह वैलेंस में से, जो सबसे आम हैं? +4 (IV) और +6 (VI)। Mo (IV) में 4d ² कॉन्फ़िगरेशन है, जबकि Mo (VI),।

Mo ^{4+ के लिए} यह स्पष्ट नहीं है कि यह अधिक स्थिर क्यों है, उदाहरण के लिए, Mo ³⁺ (जैसा कि Cr ^{3+ के} साथ है)। लेकिन मो ^{6+ के} लिए इन छह इलेक्ट्रॉनों को खोना संभव है क्योंकि कुलीन गैस क्रिप्टन इयोइलेक्ट्रोनिक हो जाता है।

मोलिब्डेनम क्लोराइड्स

विभिन्न वैलेंस या ऑक्सीकरण राज्यों के साथ मोलिब्डेनम क्लोराइड की एक श्रृंखला नीचे (द्वितीय) से (VI) में सूचीबद्ध की गई है:

- मोलिब्डेनम डाइक्लोराइड (MoCl ₂)। पीला ठोस।

-मोलीडेनम ट्राइक्लोराइड (MoCl ₃)। गहरा लाल ठोस।

- मोलिब्डेनम टेट्राक्लोराइड (MoCl ₄)। ठोस काला।

-मोलीडेनम पेंटाक्लोराइड (MoCl ₅)। ठोस गहरा हरा।

-मोलीडेनम हेक्साक्लोराइड (MoCl ₆)। ठोस भूरा।

शरीर में क्रियाशीलता

मोलिब्डेनम जीवन के लिए एक आवश्यक ट्रेस तत्व है, क्योंकि यह कई एंजाइमों में कोफ़ेक्टर के रूप में मौजूद है। ऑक्सीजन की एक जोड़ी के साथ पानी से ऑक्सीजन स्थानांतरित करने के अपने कार्य को पूरा करने के लिए ऑक्सोट्रांस्फरेज़ मोलिब्डेनम का उपयोग एक कोफ़ेक्टर के रूप में करते हैं।

ऑक्सोट्रांस्फरेज के बीच हैं:

• Xanthine ऑक्सीडेज।
• एल्डिहाइड ऑक्सीडेज, जो एल्डिहाइड को ऑक्सीकरण करता है।
• यकृत में अमाइन और सल्फाइड।
• सल्फाइट ऑक्सीडेज, जो लिवर में सल्फाइट का ऑक्सीकरण करता है।
• नाइट्रेट रिडक्टेस।
• पौधों में मौजूद नाइट्राइट रिडक्टेस।

Xanthine एंजाइम

एंजाइम xanthine ऑक्सीडेज प्राइमेट्स में प्यूरीन के अपचय में टर्मिनल कदम को उत्प्रेरित करता है: xanthine का यूरिक एसिड में रूपांतरण, एक यौगिक जो तब उत्सर्जित होता है।

ज़ेंथिन ऑक्सीडेज में कोएन्ज़ाइम के रूप में एफएडी है। इसके अलावा, गैर-हीम लोहा और मोलिब्डेनम उत्प्रेरक कार्रवाई में शामिल हैं। एंजाइम की कार्रवाई को निम्नलिखित रासायनिक समीकरण द्वारा वर्णित किया जा सकता है:

Xanthine + H ₂ O + O ₂ => यूरिक एसिड + H ₂ O ₂

मोलिब्डेनम कोफ़ेक्टर मोलिब्डोप्टेरिन (Mo-co) के रूप में कार्य करता है। Xanthine ऑक्सीडेज मुख्य रूप से यकृत और छोटी आंत में पाया जाता है, लेकिन प्रतिरक्षात्मक तकनीकों के उपयोग ने स्तन ग्रंथियों, कंकाल की मांसपेशी और गुर्दे में इसके स्थान की अनुमति दी है।

गाउट के उपचार में प्रयोग की जाने वाली दवा एलोप्यूरिनॉल द्वारा एंजाइम ज़ेन्थीन ऑक्सीडेज को रोक दिया जाता है। 2008 में, बीमारी के उपचार में बेहतर प्रदर्शन के साथ दवा फॉक्सक्सोस्टैट का व्यवसायीकरण शुरू हुआ।

एल्डिहाइड ऑक्सीडेज एंजाइम

एंजाइम एल्डिहाइड ऑक्सीडेज सेल साइटोप्लाज्म में स्थित है, जो वनस्पति राज्य और पशु साम्राज्य दोनों में पाया जाता है। एंजाइम कार्बोक्जिलिक एसिड को एल्डिहाइड के ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करता है।

साइटोक्रोम पी ₄₅₀ और एंजाइम मोनोमाइन ऑक्सीडेज (एमएओ) के मध्यवर्ती भी ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करते हैं ।

इसकी व्यापक विशिष्टता के कारण, एंजाइम एल्डिहाइड ऑक्सीडेज कई दवाओं को ऑक्सीकरण कर सकता है, मुख्य रूप से यकृत में इसका कार्य करता है। एल्डिहाइड पर एंजाइम की क्रिया को निम्नलिखित तरीके से रेखांकित किया जा सकता है:

एल्डिहाइड + एच ₂ ओ + ओ ₂ => कार्बोक्जिलिक एसिड + एच ₂ ओ ₂

सल्फाइट ऑक्सीडेज एंजाइम

एंजाइम सल्फाइट ऑक्सीडेज सल्फेट को सल्फेट में बदलने में शामिल होता है। यह सल्फर युक्त यौगिकों के क्षरण में टर्मिनल कदम है। एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया निम्न योजना के अनुसार होती है:

SO ₃ ^-2 + H ₂ O + 2 (Cytochrome C) ऑक्सीकरण => SO ₄ ^-2 + 2 (Cytochrome C) कम + 2 H ⁺

मनुष्य में आनुवंशिक परिवर्तन के कारण एंजाइम की कमी से समय से पहले मौत हो सकती है।

सल्फाइट एक न्यूरोटॉक्सिक यौगिक है, इसलिए एंजाइम सल्फाइट ऑक्सीडेज की कम गतिविधि से मानसिक बीमारी, मानसिक मंदता, मानसिक गिरावट और अंततः मृत्यु हो सकती है।

लोहे के चयापचय में और दांतों के एक घटक के रूप में

मोलिब्डेनम लोहे के चयापचय में शामिल है, इसकी आंतों के अवशोषण और एरिथ्रोसाइट्स के गठन की सुविधा है। इसके अलावा, यह दांतों के तामचीनी का हिस्सा है, और फ्लोराइड के साथ मिलकर यह गुहाओं की रोकथाम में मदद करता है।

कमी

मोलिब्डेनम के सेवन की कमी को संयुक्त राज्य अमेरिका के क्षेत्रों की तुलना में चीन और ईरान के क्षेत्रों में एसोफैगल कैंसर की उच्च घटना से जोड़ा गया है, मोलिब्डेनम के उच्च स्तर के साथ।

पौधों में महत्व

नाइट्रेट रिडक्टेस एक एंजाइम है जो पौधों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि एंजाइम नाइट्राइट रिडक्टेस के साथ मिलकर यह नाइट्रेट को अमोनियम में बदलने में हस्तक्षेप करता है।

दो एंजाइमों को उनके संचालन के लिए कोफ़ेक्टर (एमओ-सह) की आवश्यकता होती है। एंजाइम नाइट्रेट रिडक्टेस द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया को निम्नानुसार रेखांकित किया जा सकता है:

नाइट्रेट + इलेक्ट्रॉन दाता + एच ₂ ओ => नाइट्राइट + ऑक्सीकृत इलेक्ट्रॉन दाता

नाइट्रेट ऑक्सीकरण-कमी की प्रक्रिया पौधों की कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में होती है। पिछली प्रतिक्रिया के उत्पाद नाइट्राइट को प्लास्टिड में स्थानांतरित किया जाता है। एंजाइम नाइट्राइट रिडक्टेस नाइट्राइट पर कार्य करता है, जिससे अमोनिया बनता है।

अमोनियम का उपयोग अमीनो एसिड को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, पौधे अकार्बनिक फॉस्फोरस को कार्बनिक फास्फोरस के रूपांतरण में मोलिब्डेनम का उपयोग करते हैं।

कार्बनिक फास्फोरस कई जैविक फ़ंक्शन अणुओं में मौजूद हैं, जैसे: एटीपी, ग्लूकोज-6-फॉस्फेट, न्यूक्लिक एसिड, फॉलिकॉइड, आदि।

मोलिब्डेनम की कमी मुख्य रूप से क्रूजर, फलियां, पॉइंसेटिया और प्राइमरोस के समूह को प्रभावित करती है।

फूलगोभी में, मोलिब्डेनम की कमी से पत्ती के ब्लेड की चौड़ाई, पौधे की वृद्धि और फूलों के निर्माण में कमी का प्रतिबंध होता है।

उपयोग और अनुप्रयोग

उत्प्रेरक

-यह पेट्रोलियम, पेट्रोकेमिकल्स और कोयले से प्राप्त तरल पदार्थों के डिसल्फराइजेशन के लिए उत्प्रेरक है। उत्प्रेरक कॉम्प्लेक्स में एल्यूमिना पर तय एमओएस ₂ शामिल है, और कोबाल्ट और निकल द्वारा सक्रिय किया गया है।

-मोलिब्डेट, प्रोपेन, अमोनिया और वायु के चयनात्मक ऑक्सीकरण के लिए विस्मुट के साथ एक जटिल बनाता है। इस प्रकार, वे एक्रिलोनिट्राइल, एसिटोनिट्राइल और अन्य रसायन बनाते हैं, जो प्लास्टिक और फाइबर उद्योगों के लिए कच्चे माल हैं।

इसी तरह, आयरन मोलिब्डेट मेथनॉल के चुनिंदा ऑक्सीकरण को फॉर्मेल्डिहाइड के लिए उत्प्रेरित करता है।

पिग्मेंट्स

-मोलीडेनम पिगमेंट के निर्माण में शामिल है। उदाहरण के लिए, मोलिब्डेनम ऑरेंज सीसा क्रोमेट, लेड मोलिब्डेट और लीड सल्फेट की सह-वर्षा से बनता है।

यह एक हल्का वर्णक है जो विभिन्न तापमानों पर स्थिर होता है, जो चमकीले लाल, नारंगी या लाल-पीले रंगों में दिखाई देता है। इसका उपयोग पेंट और प्लास्टिक की तैयारी के साथ-साथ रबर और सिरेमिक उत्पादों में किया जाता है।

molybdate

-मोलीबेट एक संक्षारण अवरोधक है। सोडियम मोलिब्डेट को क्रोमेट के प्रतिस्थापन के रूप में एक विस्तृत पीएच रेंज में टेम्पर्ड स्टील्स के क्षरण को रोकने के लिए उपयोग किया जाता है।

-इसका उपयोग वाटर कूलर, एयर कंडीशनर और हीटिंग सिस्टम में किया जाता है। हाइड्रोलिक सिस्टम और ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग में जंग को रोकने के लिए मोलिब्डेट्स का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, जंग को रोकने वाले रंजक का उपयोग पेंट में किया जाता है।

-मोलीबेट, उच्च गलनांक, थर्मल विस्तार के कम गुणांक और उच्च तापीय चालकता के अपने गुणों के कारण, प्रकाश उद्योग द्वारा उपयोग किए जाने वाले टेप और धागे का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

अर्धचालक के लिए मदरबोर्ड में इस्तेमाल किया; बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स में; ग्लास पिघलने के लिए इलेक्ट्रोड; सौर कोशिकाओं और फ्लैट स्क्रीन के कोटिंग के लिए उच्च तापमान भट्टियों और कैथोड के लिए कक्ष।

-और, नीलम प्रसंस्करण के क्षेत्र में सभी सामान्य प्रक्रियाओं के लिए क्रूसिबल के उत्पादन में मोलिब्डेट का उपयोग किया जाता है।

स्टील के साथ मिश्र

-मोलीबेडेनम का उपयोग मिश्र धातुओं के साथ किया जाता है जो उच्च तापमान और दबावों का सामना करते हैं। इन मिश्र धातुओं का उपयोग निर्माण उद्योग में और विमान और ऑटोमोबाइल के लिए भागों के निर्माण में किया जाता है।

-मॉलीबैड, यहां तक ​​कि सांद्रता में 2% तक कम, स्टील को जंग के लिए एक उच्च प्रतिरोध के साथ अपने मिश्र धातु देता है।

अन्य उपयोग

-मोलीबेट का उपयोग एयरोस्पेस उद्योग में किया जाता है; एलसीडी स्क्रीन के निर्माण में; पानी के उपचार में और यहां तक ​​कि लेजर बीम के अनुप्रयोग में भी।

-मोलीबेट डाइसल्फ़ाइड, अपने आप में, एक अच्छा स्नेहक है और धातुओं के साथ स्नेहक के संपर्क में अत्यधिक दबाव सहिष्णुता गुण प्रदान करता है।

स्नेहक धातुओं की सतह पर एक क्रिस्टलीय परत बनाते हैं। इसके लिए धन्यवाद, धातु-धातु का घर्षण न्यूनतम तक कम हो जाता है, यहां तक ​​कि उच्च तापमान पर भी।

संदर्भ

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