钼

钼

创建时间：2008-08-02

钼(molybdenum)

元素周期表第五周期ⅥB族元素，稀有高熔点金属。元素符号Mo，原子序数42，相对原子质量95．94。致密块状金属钼呈银灰色。

简史1778年瑞典化学家舍勒(C．w．Scheele)用硝酸分解辉钼矿发现的一种新元素，以希腊文Molyb—dos(意为铅)命名。1782年瑞典化学家耶尔姆(P．J．Hjelm)首先用碳还原钼氧化物的方法制得金属钼。较纯的钼是在19世纪初用氢还原钼酸得到的。钼在它被发现前就为人们所利用。早在14世纪日本人就用含钼的钢制造马刀。在16世纪辉钼矿被误认为是变态石墨而用来制造铅笔芯。在19世纪末，发现将钼加入钢中对钢性质有良好的影响。1900年熔炼钼铁的方法研究成功。1910年发现含钼的炮钢有特殊的性能而大量生产钼钢。此后，在工业上才开始使用某些钼化合物，如作磷试剂的钼酸铵，颜料用的钼蓝等；钼成为各种耐热和防腐结构钢的重要成分，也是镍和铬合金的重要添加剂。1909～1910年金属钼开始应用于电子工业。金属钼的工业生产大约和钨的工业生产开始于同一年代，当时人们已掌握了用以生产这两种致密金属的粉末冶金方法。从发现钼至今已有200多年的历史，而钼真正用于炼钢仅1O多年。随着钼应用范围不断扩大，当今的世界钼工业已具相当规模，并发展成一个独立、完整的工业体系。

中国从1940年开始钼矿开采和选矿的生产。中华人民共和国成立后，中国的钼生产和科研得到较快发展。50年代中国相继建成了钼冶炼和钼铁生产厂。50年代末，开始用粉末冶金法生产钼制品，以后又用熔炼锭料生产钼制品。中国现阶段已形成了从矿山开采、冶炼到加工较完整的钼工业生产体系，能生产出国内所需的各种钼制品合金和含钼钢。90年代生产规模已达到年产钼近1．5万t的水平，约有一半产品用于出口，在国际市场上已占有引人注目的地位。

性质钼和钨的性质十分相似，具有高温强度好、硬度高、密度大、抗腐蚀能力强、热膨胀系数小、良好的导电和导热等重要特性，因而是一种用途较广泛的金属。钼mu物理性质自然界中存在七种钼稳定同位素，其质量数从92到100。其中丰度最大的是Mo，占24．14％。金属钼为体心立方晶体结构，具有熔点高、沸点高、导电性较好、电子逸出功较小的性能。钼的主要物理性质列于表1。

化学性质钼原子的外电子层构型为[Kr]4d55s1，其d轨道可接受配位体的弧电子对成键。钼有O、+2、+3、+4、+5、+6等价态，最常见的是+6价。钼的高氧化态化合物呈酸性，低氧化态化合物呈碱性。钼的配位数为4。+6价的钼离子作配合物中心离子时，具有较强的吸引配位体或使其变形的能力，而具有很强的形成配合物倾向，从而具有多样的立体化学构型的配合物。钼的这些特性使它成为过渡元素中化学性质最复杂的元素之一。

致密钼在常温的空气中稳定，高于873K温度时很快氧化成三氧化钼。氢和钼一直到后者的熔化温度都不发生化学反应，但在1273K温度左右钼能吸收大量氢形成固溶体。致密钼和氮在1773K温度时才发生化学反应生成氮化物。高于973K温度的水蒸气能将炽热的钼氧化成二氧化钼。钼与碳、碳氢化合物或一氧化碳在高于1073K温度下反应生成碳化钼(Mo2C)。钼在常温下与氟作用，在高于523K以上温度与氯作用生成MoCl6和Mo2Cl10。金属钼具有良好的耐蚀性。钼的耐酸腐蚀性能仅次于钨，常温下能耐稀硫酸、氢氟酸、磷酸、盐酸等腐蚀。硝酸和王水在常温时能缓慢地溶解金属钼。氢氟酸和硝酸的混合酸能迅速溶解钼。金属钼可被过氧化氢溶解。由5体积硝酸、3体积硫酸和1体积水组成混合液是金属钼的良好溶剂。钼在常温的碱溶液中稳定，在热碱溶液中缓慢被腐蚀，而在熔融碱中则能强烈地被腐蚀。

无机化合物在提取冶金中较常见的无机钼化合物有三氧化钼、三氧化钼水合物、钼盐、钼聚合物、硫化物、卤化物和间化合物等。

(1)三氧化钼。铝的主要氧化物有MoO2和MoO3，还有其他中间氧化物如Mo4O11、Mo9O26、Mo n O3n-2等，其中以MoO3最为重要。MoO3为褐色固体，难溶于酸，易溶于碱液，与碱性氧化物生成各种钼酸盐(见钼化合物制取)。

(2)三氧化钼的水合物。有MoO3.H2O，通常称“钼酸”，呈黄色，易溶于碱性溶液中，加热时会脱水成MoO3。

(3)钼盐。正钼酸盐通式为Me2O•MoO3或MeO•MoO3(Me为正一价或正二价金属)。钾、钠、铷和铵的正钼酸盐易溶于水。二价金属的正钼酸盐：MgMoO4、BeMoO4可溶于水，其他如CaMoO4、FeMoO4、BaMoO4等仅微溶于或不溶于水，但能被无机酸分解成钼酸。

(4)钼聚合物。钼具有较强形成多酸能力的化学性质。在钼的同多酸盐中，碱金属和铵常作为配合物的外界阳离子，所形成的盐中依配合物中阳离子化合物MeO和钼酸酐MoO3的比例不同，分为仲钼酸盐(Me2O：MoO3—5：12)和多钼酸盐(Me2O：MoO3—1：2，或1：4)。当酸化正钼酸盐溶液时，正钼酸根离子便聚合成同多酸配离子，离子的形态随溶液pH值的变化情况可表示为：

在一定的pH值和浓度条件下，正钼酸盐溶液可结晶出钼的碱金属同多酸盐Me2O•nMoO3•mH2O(n=1～12)。例如，结晶出仲钼酸铵Me2O•nMoO3-5：12时，n=12，m=5或11。当酸化含有其他含氧阴离子。这些杂多酸易溶解于水及许多含氧的有机溶剂中。大多钼杂多酸唆阴离子在酸性及中性溶液中稳定，但在强碱液中会分解为正钼酸阴离子，且随温度升高其分解趋势增强。

(5)硫化物等。这些重要的无机钼化合物列于表2。

(6)间化合物。钼与铝、铍等金属和硅形成金属间化合物，如MoSi2、M03Si和Mo5Si3。

合金钼常和铁、钒、钛、锆、铪、钨、铼等金属以及碳组成二元、三元及多元合金。常用的钼铁合金一般含钼65％～70％。含钼的特殊钢和合金钢是钼的多元铁基合金系列。高强度低钼合金钢如C0．5-Mn 16Si0．05-Mo 0．25-Nb0．06低钼钢，铬钼铁素体不锈钢如Cr25-Mo3．5-Ni4或Cr28-Mo2～4不锈钢，含钼结构合金钢如双相钼钢，含钼工具钢如Cr—Ni—Mo钢铬钼轨钢等。工业用钼合金可分为MoTi—zr系、Mo—w系、Mo—Re系和Mo—HfC系合金。钼合金的主要强化途径有固溶强化、弥散强化和}昆合型强化。工业钼合金的分类见表3。

钼muTZM合金具有优异的综合性能，曾是应用最广泛的钼合金。TzC合金是TZM的一个改进品种，具有更好的性能，但因生产成本高还未能取代TZM。最近，HfC强化的MHC和ZHM合金已有商品出售。钼铼合金是高温合金最有发展前途的合金之一。添加稀土元素的掺杂钼合金MH和Kw合金正在开发之中。

用途钼广泛用于钢铁、石油化工，航空和宇航、运输、电子和农业等各个部门，主要用作钢铁中的添加剂，以提高钢铁的强度、弹性、韧性、耐磨性、抗腐蚀性能。钼在钢铁中用量占总消费量80％以上，其他用于金属钼材及其合金和化学制品等。西方国家钼的消费结构见表4。