Molibdeno

Molibdeno
42 Mo                                                                                                                                                                                                                                               niobio ← molibdeno → tecnezio
Aspetto
metallico argenteo
Linea spettrale
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico	molibdeno, Mo, 42
Serie	metalli di transizione
Gruppo, periodo, blocco	6 (VIB), 5, d
Densità	10 280 kg/m³
Durezza	5,5
Configurazione elettronica
Termine spettroscopico	7S3
Proprietà atomiche
Peso atomico	95,94
Raggio atomico (calc.)	136 pm
Raggio covalente	136 pm
Configurazione elettronica	[Kr]4d55s1
e− per livello energetico	2, 8, 18, 13, 1
Stati di ossidazione	2,3,4,5,6 (acido forte)
Struttura cristallina	cubica a corpo centrato
Proprietà fisiche
Stato della materia	solido
Punto di fusione	2 896 K (2 623 °C)
Punto di ebollizione	4 912 K (4 639 °C)
Volume molare	9,38×10−6 m³/mol
Entalpia di vaporizzazione	598 kJ/mol
Calore di fusione	32 kJ/mol
Tensione di vapore	3,47 Pa a 3000 K
Altre proprietà
Numero CAS	7439-98-7
Elettronegatività	2,16 (scala di Pauling)
Calore specifico	250 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica	18,7×106 S/m
Conducibilità termica	138 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione	684,3 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione	1560 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione	2618 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione	4480 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso NA TD DM DE DP 92Mo 14,84% Mo è stabile con 50 neutroni 93Mo sintetico 4000 anni ε 0,405 93Nb 94Mo 9,25% Mo è stabile con 52 neutroni 95Mo 15,92% Mo è stabile con 53 neutroni 96Mo 16,68% Mo è stabile con 54 neutroni 97Mo 9,55% Mo è stabile con 55 neutroni 98Mo 24,13% Mo è stabile con 56 neutroni 99Mo sintetico 65,94 ore β 1,357 99Tc 100Mo 9,63% 7,8×1018 anni 2β- 3,034 100Ru
iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento

Il molibdeno è l'elemento chimico di numero atomico 42 (gruppo 6 della tavola periodica) e il suo simbolo è Mo. È il secondo elemento del gruppo 6 del sistema periodico (collocato tra il cromo e il tungsteno); fa quindi parte del blocco d, ed è un elemento di transizione della seconda serie (5° periodo). Il nome molibdeno deriva dal latino moderno molybdaenum, a sua volta coniato sul termine greco μόλυβδος (mólybdos), piombo, dato che i suoi minerali vennero inizialmente confusi con quelli del piombo.^[1]

Il molibdeno è un metallo di colore grigio argenteo, molto duro (5,5 su scala Mohs)^[2] e alto fondente (2623 °C), il più alto tra gli elementi del 5° periodo, e ha uno tra i più bassi coefficienti di dilatazione termica.^[3] In piccola quantità ha un effetto indurente sull'acciaio. Come elemento è anche piuttosto elettronegativo (2,16 sulla scala Pauling).

Il molibdeno è importante come oligoelemento in quanto presente in alcuni enzimi di piante, batteri e animali, tra cui la xantina ossidasi e alcune nitrogenasi.^[4][5]

Oltre due terzi del molibdeno prodotto sono impiegati nelle leghe metalliche. L'uso del molibdeno è cresciuto notevolmente durante la seconda guerra mondiale, quando fu necessario trovare alternative al tungsteno per produrre acciaio di elevata durezza.

Ancora oggi il molibdeno è usato per produrre leghe ad alta durezza e acciai resistenti alle alte temperature. Leghe speciali contenenti molibdeno, come per esempio le Hastelloy sono notoriamente molto resistenti al calore e alla corrosione. Il molibdeno è usato nella produzione di parti di aerei e missili, nonché nei filamenti e nelle protesi dentarie.

Il solfuro di molibdeno è un buon lubrificante, specialmente alle alte temperature. È usato come semiconduttore anche in applicazioni elettroniche (thin-film transistor, TFT). Il solfuro e ossido di molibdeno trova uso anche come catalizzatore nell'industria petrolchimica, specialmente in catalizzatori usati per rimuovere lo zolfo dal petrolio e dai suoi derivati^[6]. I catalizzatori di ossido a base di molibdeno sono utilizzati per reazioni di ossidazione selettiva; le applicazioni tipiche sono l'ossidazione del propano, del propilene o dell'acroleina all'acido acrilico^{[7][8][9][10]}. Inoltre viene utilizzato come lubrificante nelle scioline. È utilizzato anche per i rivestimenti^[11], specchi speciali^[12][13] e celle solari^[14].

L'isotopo ⁹⁹Mo è impiegato nell'industria e nella medicina nucleare. Infatti è un precursore del tecnezio, elemento alla base di molti radiofarmaci.

I pigmenti a base di molibdeno hanno colori che variano tra il giallo intenso e l'arancione vivo e vengono usati nelle vernici, negli inchiostri e nei manufatti di plastica e di gomma.

Il molibdeno (dal greco μόλυβδος mólybdos, "simile al piombo") non si trova puro in natura e i composti reperibili venivano confusi, fino al XVIII secolo, con composti di carbonio o piombo. Nel 1778 Carl Wilhelm Scheele capì che il molibdeno era un elemento diverso dalla grafite e dal piombo e riuscì a isolare l'ossido del metallo dalla molibdenite, un minerale. Nel 1782 Peter Jacob Hjelm isolò per primo un estratto impuro di molibdeno riducendo l'ossido con carbonio.
Dapprima il molibdeno fu poco usato e rimase confinato nei laboratori fino al tardo XIX secolo. Poi la Schneider and Co, una compagnia francese, provò a usare il molibdeno come agente legante per l'acciaio delle piastre di corazzatura e scoprì le sue utili proprietà.
Dal molibdeno deriva inoltre la lista del molibdeno, elenco di richieste di materie prime e di materiali bellici che Benito Mussolini inviò alla Germania di Adolf Hitler come condizione per l'entrata dell'Italia nella seconda guerra mondiale; la lista venne presa come esagerazione dato che la richiesta italiana di molibdeno superava la produzione mondiale annua.

Il molibdeno si trova in minerali come la wulfenite (PbMoO₄) o la powellite (CaMoO₄), ma la principale sorgente commerciale di molibdeno è la molibdenite (MoS₂). Il molibdeno è estratto come minerale primario, cioè esistono miniere di molibdeno, ed è anche recuperato come sottoprodotto dell'estrazione del rame. Il molibdeno è presente nel minerale in concentrazioni che vanno dallo 0,01% allo 0,5%. Circa la metà di tutto il molibdeno estratto nel mondo proviene dagli Stati Uniti, in cui la Phelps Dodge Corporation è il principale fornitore.

La missione russa Luna 24 scoprì un singolo granulo (0,6 μm) di molibdeno puro in un frammento di pirosseno prelevato dal Mare Crisium sulla Luna.

Tracce di molibdeno, in ragione di poche parti per milione, sono reperibili nelle piante e negli animali: il molibdeno è un oligonutriente necessario a molte forme di vita. Suoli poveri di molibdeno possono essere del tutto sterili e non permettere la crescita delle piante, in cui il molibdeno è coinvolto nei processi di azotofissazione e di riduzione dei nitrati. Infatti è presente nell'enzima batterico nitrogenasi, che da azoto atmosferico ed equivalenti riducenti genera molecole di ammoniaca.

Negli animali e nell'uomo sono stati identificati tre enzimi che hanno assoluto bisogno di molibdeno per il loro corretto funzionamento:

• la xantinaossidasi, che degrada l'ipoxantina in xantina e successivamente questa in acido urico;
• l'aldeideossidasi, enzima che ossida le aldeidi prodotte dal normale metabolismo intermedio e che serve anche a disintossicare il fegato dall'aldeide acetica prodotta durante il metabolismo dell'etanolo (assunzione di alcolici);
• e infine la sulfito ossidasi, anch'essa a principale localizzazione epatica e che ossida gli ioni solfito a ioni solfato (meno tossici).

Gli alimenti più ricchi in molibdeno sono le crucifere, i legumi e certi cereali. In certi animali, integrare la dieta con piccole quantità di molibdeno aiuta la crescita.

Il molibdeno ha sei isotopi stabili e circa due dozzine di radioisotopi, di cui la gran parte ha emivita dell'ordine dei secondi. Il ⁹⁹Mo è usato per creare ⁹⁹Tc per l'industria degli isotopi nucleari. Il mercato per i prodotti del ⁹⁹Mo ha un valore complessivo stimato dell'ordine di 100 milioni di dollari l'anno.

La polvere e i composti di molibdeno, come il triossido di molibdeno e i molibdati solubili in acqua possono essere leggermente tossici se respirati o ingeriti. I manuali di laboratorio riportano che il molibdeno, comparato con gli altri metalli pesanti, ha tossicità relativamente bassa. Difficilmente si osservano casi di tossicità acuta da molibdeno negli esseri umani, perché la dose necessaria è eccezionalmente elevata. È più probabile un'intossicazione cronica da molibdeno per esposizione in miniere, negli impianti di raffinazione o negli impianti chimici, ma a oggi non sono mai stati riportati casi simili. Mentre i composti solubili del molibdeno sono considerati leggermente tossici, quelli insolubili come il disolfuro di molibdeno usato per lubrificare sono considerati non tossici.

In ogni caso, catene di eventi ambientali legati al molibdeno possono provocare gravi conseguenze sulla salute. Nel 1996 in Svezia un aumento delle piogge acide vicino a Uppsala provocò una moria delle piante di cui si cibavano le renne della campagna circostante; questo spinse le renne affamate ad avventurarsi nei campi coltivati ad avena per sfamarsi. Purtroppo gli agricoltori, per riparare il terreno dalle piogge acide, avevano sparso molto calcare sui campi, alterandone il contenuto di alcuni elementi in traccia, fra cui il cadmio. Così l'avena, cresciuta su campi ricchi di oligoelementi, aveva concentrato nei suoi semi grandi quantità di molibdeno: quando le renne se ne cibarono il rapporto rame/molibdeno del loro fegato venne gravemente alterato, causando negli animali magrezza, decolorazione del pelo, ulcere, diarrea, convulsioni, cecità, osteoporosi e malattie cardiache.

Negli Stati Uniti il regolamento OSHA specifica che la massima esposizione al molibdeno in una giornata lavorativa di 8 ore durante una settimana di 40 ore non deve essere maggiore di 15 milligrammi per metro cubo. Il NIOSH invece consiglia un limite di esposizione di 5 000 mg per metro cubo.

• Acido fosfomolibdico
• Acido molibdico
• Fase di Chevrel
• Molibdenite
• Molibdeno esacarbonile
• Wulfenite
• Ilsemannite
• Jordisite

• Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1.
• R. Barbucci, A. Sabatini e P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998 (archiviato dall'url originale il 22 ottobre 2010).
• Lettera di Giulio Candida al signor Vincenzo Petagna - Sulla formazione del molibdeno, Napoli, Giuseppe Maria Porcelli, 1785.

• Wikizionario contiene il lemma di dizionario «molibdeno»
• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su molibdeno

• molibdeno, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
• (EN) molybdenum, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
• (EN, FR) Molibdeno, su Enciclopedia canadese.
• (EN) Molybdenum, su periodic.lanl.gov, Los Alamos National Laboratory. URL consultato il 18 febbraio 2005 (archiviato dall'url originale il 28 febbraio 2009).
• (EN) Properties and Applications, su azom.com, AZoM.
• (EN) Molybdenum, su WebElements.com.
• (EN) Molybdenum, su EnvironmentalChemistry.com.
• (EN) The International Molybdenum Association, su imoa.info.
• (EN) Database of Molybdenum in the Environment, su imoa.info.

Portale Chimica: il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia