一種化學元素,化學符號Mo,原子序數42,原子量95.94,屬週期系ⅥB族。

  發現 1778年瑞典化學傢C.W.舍勒發現輝鉬礦不是鉛礦或石墨,而是一種酸性物質,可能是一種未知金屬元素與硫結合在一起。1782年瑞典化學傢P.J.耶爾姆從輝鉬礦中分離出鉬。元素英文名來自希臘文molybdos,原意是“鉛”。

  存在 鉬在地殼中的含量為1.5×10-1%,居第53位。它分佈在各種不同的礦物中,最重要的是輝鉬礦(MoS2),含鉬60%。其他一些鉬礦為鉬鉛礦、鉬華和鉬鎢鈣礦等。鉬在自然界存在七種穩定同位素,質量數為92、94、95、96、97、98和100。

  物理性質 塊狀的鉬為銀白色,粉末狀鉬為黑色;熔點2610℃,沸點5560℃,密度10.2克/厘米3。金屬鉬具有高強度和高硬度,室溫時彈性模量為3.24×106千克力/厘米2。高溫時,鉬仍能保留高強度和硬度,機械性能優異。加有少量鈦、鋯和鈮的鉬基合金具有高的熱強度和更高的再結晶溫度。其中使用最廣的是TZM合金,含鈦0.5%、鋯0.1%和碳0.015%。

  化學性質 鉬的電子構型為(Kr)4d55s1,氧化態有0、+1、±2、+3、+4、+5、+6,其中+6是最穩定的價態。室溫下,金屬鉬對水、氧和空氣是惰性的;當溫度升高到600℃時,反應迅速,生成揮發性的三氧化鉬MoO3。二氧化硫、氧化二氮、一氧化氮和二氧化氮在高溫下也能將鉬氧化成MoO3。1100℃時,鉬對二氧化碳、氨和氮氣是惰性的;溫度更高時,鉬與氨和氮反應,表面生成氮化物薄膜。超過1100℃時,碳氫化合物和一氧化碳能使鉬滲碳化。在還原氣氛中升高溫度時,鉬對於硫化氫相當穩定,隻形成一層硫化物薄膜;在氧化性的氣氛中,鉬很快被含硫的氣體腐蝕。鉬與氟在室溫下即反應,與氯、溴和碘的反應溫度分別高於200℃、450℃和800℃。高溫時,鉬與碳、磷、硫、硒、碲和矽反應,生成相應的二元化合物,其中MoSi2在高於1650℃時具有極好的抗氧化作用。

  鉬與堿性溶液不發生明顯的反應,除非溶液中含有像 KClO3這類的氧化劑。鉬不溶於鹽酸、氫氟酸和硫酸;與硝酸僅在開始接觸時發生反應,但很快鈍化;在王水或HF-HNO3混合酸中,緩慢地溶解。鉬很容易被熔融的過氧化鈉、氯酸鉀和硝酸鉀等氧化劑腐蝕。鉬對液態鉍、鎵、鉛、鋰、鎂、汞、鉀、鈉、硫、銅、金和銀具有很好的耐腐蝕性。熔融的錫(1000℃)、鋁、鎳、鐵和鈷會嚴重腐蝕鉬。鉬對熔融的鋅有一定的耐腐蝕性,但含鎢30%的鉬鎢合金則完全不受熔融鋅的腐蝕。鉬對許多類型的熔融玻璃和大多數的爐渣也是惰性的。

  制法 將輝鉬礦的精礦焙燒除硫,可得工業級三氧化鉬;再進行升華可得高純三氧化鉬,或用氨水浸出得鉬酸銨。將鉬酸銨或三氧化鉬在500~1150℃用氫氣還原,可轉化成金屬鉬。輝鉬礦中常含有少量元素錸,在提取鉬的過程中,可采用濕法冶金技術,將錸作為副產物回收。

  應用 摻入鉬後的合金鋼,具有高強度、高韌性、突出的耐熱強度和抗腐蝕性能。用鉬含量相當低的合金鋼制成的動力設備,可在高溫時運轉。含鉬2%~3%的奧氏體鋼,廣泛用於化學和制藥工業,還能做合成尿素用的高壓釜內襯材料。含鉬15%~30%的鎳基合金對非氧化性鹽酸介質具有抗腐蝕性能。含鉬18%、鉻18%的鎳基合金對氧化性和非氧化性介質都具有高的抗腐蝕性能。鎳基超合金中含鉬3%~10%,能提高合金的抗熱強度。鉬可用於電器和電子工業,如白熾燈的燈絲、電子管的加熱器、具有真空或氯氣氛電爐的加熱部件和半導體支架等。金屬鉬還可用作熱電偶(與鎢相結合)、消聲器、導彈噴嘴和砂輪軸等。鉬是一種優良的抗腐蝕材料,廣泛用作熔融玻璃中的電極和其他熔爐設備。TZM 鉬合金可用作航天飛船的外殼部件、鑄模、擠壓模、永久模,以及其他熱加工工具。

  鉬的配位化合物可做氧化還原反應的催化劑,也可做其他催化劑的活化劑和助催劑。鉬及其化合物(如MoS2MoO3等)在有機合成方法,如氫化裂解、烷基化反應、石油餾分的重整,以及費-托合成法中得到應用;還在許多加氫反應,如氮與氫反應合成氨,丙酮裂解成乙烯酮等中得到應用。大量的鉬用於制備有色的化合物,如黃色的鉬橙可用於油漆、油墨和塑料等工業。鉬磷酸、鉬硒酸等可從溶液中沉淀堿性染料和一些酸性染料。鉬酸鹽溶液能與一些有機化合物反應,可用於毛皮、羽毛、頭發和皮革等動物纖維的染色,例如對於胺基與羥基取代的芳香族化合物可染成永久的紅棕色。將相當少量的鉬化合物加到陶瓷、玻璃和搪瓷中,能降低二氧化矽熔體的表面張力,增加流動性,使搪瓷容易粘附在金屬上。無水二氧化鉬、鉬酸、鉬酸銨、鉬磷酸、鉬酸鈉是一些實驗室廣泛應用的化學試劑。鉬的三價化合物還用於電鍍和鞣革,二硫化鉬是良好的高溫潤滑劑。鉬99可做一般的示蹤劑。

  鉬在動、植物的生物過程中具有重要的作用。近來已在四種酶中發現鉬。鉬直接參與固氮以及氮的同化作用,是一種重要的微量肥料。在缺鉬的土壤中加入鉬肥可提高收成。