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為人體及動植物必須的微量元素。為銀白色金屬,硬而堅韌。人體各種組織都含鉬,成人體內總量為9mg,肝、腎中含量最高。

Bknv8.jpg

  

目錄

基本資料

基本字義:鉬(鉬)mù 一種金屬元素。可用來生產特種鋼,是電子工業的重要材料。

元素名稱:鉬(mù)

元素符號:Mo

元素英文名稱:Molybdenum

元素類型:金屬元素

原子體積:(立方厘米/摩爾) 9.4

元素在太陽中的含量:(ppm) 0.009

元素在海水中的含量:(ppm) 0.01

地殼中含量:(ppm) 1.5

相對原子質量:95.94

原子序數:42

質子數:42

中子數:54

所屬周期:5

所屬族數:VIB

電子層排布:2-8-18-13-1

氧化態:

Main Mo+6 ,Other Mo-2, Mo0,Mo+1, Mo+2, Mo+3, Mo+4,Mo+5

電離能 (kJ /mol)

M - M+ 685

M+ - M2+ 1558

M2+ - M3+ 2621

M3+ - M4+ 4480

M4+ - M5+ 5900

M5+ - M6+ 6560

M6+ - M7+ 12230

M7+ - M8+ 14800

M8+ - M9+ 16800

M9+ - M10+ 19700

晶體結構:晶胞為體心立方晶胞,每個晶胞含有2個金屬原子。

晶胞參數:

a = 314.7 pm

b = 314.7 pm

c = 314.7 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

莫氏硬度:5.5

聲音在其中的傳播速率:5400m/s  

發現過程

1782年,瑞典的埃爾姆,用亞麻子油調過的木炭和鉬酸混合物密閉灼燒,而得到鉬。

1953年確知鉬為人體及動植物必須的微量元素。

主要礦物是輝鉬礦(MoS2)。

天然輝鉬礦MoS是一種軟的黑色礦物,外型和石墨相似。18世紀末以前,歐洲市場上兩者都以「molybdenite」名稱出售。1779年,舍勒指出石墨與molybdenite(輝鉬礦)是兩種完全不同的物質。他發現硝酸對石墨沒有影響,而與輝鉬礦反應,獲得一種白堊狀的白色粉末,將它與鹼溶液共同煮沸,結晶析出一種鹽。他認為這種白色粉末是一種金屬氧化物,用木炭混合後強熱,沒有獲得金屬,但與硫共熱後卻得到原來的輝鉬礦。1782年,瑞典一家礦場主埃爾摩從輝鉬礦中分離出金屬,命名為molybdenum,元素符號定為Mo。我們譯成鉬。它得到貝齊里烏斯等人的承認。

鉬-99是鉬的放射性同位素之一,他在醫院裡用於製備鎝-99。鎝-99是一种放射性同位素,病人服用後可用於內臟器官造影。用於該種用途的鉬-99通常用氧化鋁粉吸收後存儲在相對較小的容器中。當鉬-99衰變時生成鎝-99,在需要時可把鎝-99從容器中取出發給病人。  

簡介

密度10.2克/立方厘米。熔點2610℃。沸點5560℃。化合價+2、+4和+6,穩定價為+6。鉬是一種過渡

鉬精粉

元素,極易改變其氧化狀態,在體內的氧化還原反應中起著傳遞電子的作用。在氧化的形式下,鉬很可能是處於+6價狀態。雖然在電子轉移期間它也很可能首先還原為+5價狀態,但是在還原後的酶中也曾發現過鉬的其他氧化狀態。鉬是黃嘌呤氧化酶/脫氫酶醛氧化酶亞硫酸鹽氧化酶的組成成分,從而確知其為人體及動植物必需的微量元素。  

用途

鉬主要用於鋼鐵工業,其中的大部分是以工業氧化鉬壓塊後直接用於鍊鋼或鑄鐵,少部分熔煉成鉬鐵

鉬箔片

後再用於鍊鋼。低合金鋼中的鉬含量不大於1%,但這方面的消費卻占鉬總消費量的50%左右。不鏽鋼中加入鉬,能改善鋼的耐腐蝕性。在鑄鐵中加入鉬,能提高鐵的強度和耐磨性能。含鉬18%的鎳基超合金具有熔點高、密度低和熱脹係數小等特性,用於製造航空和太空的各種高溫部件。金屬鉬在電子管、電晶體和整流器等電子器件方面得到廣泛應用。氧化鉬和鉬酸鹽是化學和石油工業中的優良催化劑。二硫化鉬是一種重要的潤滑劑,用於太空和機械工業部門。鉬是植物所必需的微量元素之一,在農業上用作微量元素化肥。

純鉬絲用於高溫電爐和電火花加工還有線切割加工;鉬片用來製造無線電器材和X射線器材;鉬耐高溫

鉬坩堝

燒蝕,主要用於火炮內膛、火箭噴口、電燈泡鎢絲支架的製造。合金鋼中加鉬可以提高彈性極限、抗腐蝕性能以及保持永久磁性等,鉬是植物生長和發育中所需七種微量營養元素中的一種,沒有它,植物就無法生存。動物和魚類與植物一樣,同樣需要鉬。  

鉬酸銨(Ammonium)

作用與應用:鉬在機體的主要功能是參與硫、鐵、銅之間的相互反應。鉬是黃嘌呤氧化酶、醛氧化酶和亞硫酸氧化酶發揮生物活力的必需因子,對機體氧化還原過程中的電子傳遞、嘌呤物質與含硫胺基酸代謝具有一定的影響。在這三種酶中,鉬以喋呤由來性輔助因子的形式存在。鉬還能抑制小腸對鐵、銅的吸收,其機制可能是鉬可競爭性抑制小腸粘膜刷狀緣上的受體,或形成不易被吸收的銅-鉬複合物、硫-鉬複合物或硫鉬酸銅(Cu-MoS)並使之不能與血漿銅藍蛋白等含銅蛋白結合。  

鉬缺乏

簡介

膳食中的鉬很易被吸收。但SO2-4因可與鉬形成MoO42-而影響鉬的吸收。同時SO42-還可抑制腎小管對鉬的重吸收,使其從腎臟排泄增加。因此體內含硫胺基酸的增加可促進尿中鉬的排泄。鉬除主要從尿中排泄外,尚可有小部分隨膽汁排出。

鉬缺乏主要見於遺傳性鉬代謝缺陷,尚有報導全腸道外營養時發生鉬不足者。鉬不足可表現為生長發育遲緩甚至死亡,尿中尿酸黃嘌呤次黃嘌呤排泄增加。  

病因

鉬為多種酶的組成部分,鉬的缺乏會導致齲齒腎結石克山病大骨節病食道癌疾病。  

治療

主要用於長期依賴靜脈高營養的患者。

用法用量:口服,成人每日需用量0.1~0.15mg。

兒童每日需用量0.03~0.1mg。

副作用

過量的鉬可引起不良反應

【注意事項】

每日取量超過0.54mg,鉬可增加銅從尿中排出。超過10~15mg時,則可出現痛風症候群。  

畜牧業的使用

在奶牛飼料中的應用量:10mg/d  

鉬過量

人和動物機體對鉬均有較強的內穩定機制,經口攝入鉬化物不易引起中毒

據報告,生活在亞美尼亞地區的居民每日鉬攝入量高達10~15mg;當地痛風病發病率特別高被認為與此有關。鉬冶煉廠的工人也可因吸入含鉬粉塵而攝入過多的鉬。據調查,這些工人的血清鉬水平、黃嘌呤氧化酶活性、血及尿中的尿酸水平均顯著高於一般人群。

代謝吸收

膳食及飲水中的鉬化合物,極易被吸收。經口攝入的可溶性鉬酸銨約88%-93%可被吸收。膳食中的各種含硫化合物對鉬的吸收有相當強的阻抑作用,

硫化鉬口服後只能吸收5%左右。鉬酸鹽被吸收後仍以鉬酸根的形式與血液中的巨球蛋白結合,並與紅細胞有鬆散的結合。血液中的鉬大部分被肝、腎攝取。

肝臟中的鉬酸根一部分轉化為含鉬酶,其餘部分與蝶呤結合形成含鉬的輔基儲存在肝臟中。身體主要以鉬酸鹽形式通過腎臟排泄鉬,膳食鉬攝入增多時腎臟排泄鉬也隨之增多。因此,人體主要是通過腎臟排泄而不是通過控制吸收來保持體內鉬平衡。此外也有一定數量的鉬隨膽汁排泄。

生理功能

鉬作為3種鉬金屬酶的輔基而發揮其生理功能。鉬酶催化一些底物的羥化反應。黃嘌呤氧化酶催化次黃嘌呤轉化為黃嘌呤,然後轉化成尿酸。醛氧化酶催化各種嘧啶、嘌呤、蝶啶及有關化合物的氧化和解毒。亞硫酸鹽氧化酶催化亞硫酸鹽向硫酸鹽的轉化。有研究者還發現,在體外實驗中,鉬酸鹽可保護腎上腺皮質激素受體,使之保留活性。據此推測,它在體內可能也有類似作用。有人推測,鉬酸鹽之所以能夠影響糖皮質激素受體是因為它是一種稱為「調節素」的內源性化合物似。

生理需要

2000年中國營養學會根據國外資料,制訂了中國居民膳食鉬參考攝入量,成人適宜攝入量為60μg/d;最高可耐受攝入量為350μg/d。  

鉬污染

鉬污染 (pollution by molybdenum),鉬在地殼中的平均丰度為1.3ppm,多存在於輝鉬礦、鉬鉛

鉬頂頭

礦、水鉬鐵礦中。礦物燃料中也含鉬。天然水體中鉬濃度很低,海水中鉬的平均濃度為14微克/升。鉬在大氣中主要以鉬酸鹽和氧化鉬狀態存在,濃度很低,鉬化物通常低於1微克/米。

環境中的鉬有兩個來源:

風化作用使鉬從岩石中釋放出來。估計每年有1000噸進入水體和土壤,並在環境中遷移。鉬分布的不均勻性,造成某些地區缺鉬而出現「水土病」;又造成某些地區含鉬偏高而出現「痛風病」(如蘇聯的亞美尼亞)。

②人類活動中愈來愈廣泛地應用鉬以及燃燒含鉬礦物燃料(如煤),因而加大了鉬在環境中的循環量。全世界鉬產量每年為10萬噸,燃燒排入環境的鉬每年為 800噸。人類活動加入的循環量超過天然循環量。用鉬最多的是冶金、電子、飛彈和太空、原子能、化學等工業以及農業。目前對鉬污染的研究還很不夠。

鉬在環境中的遷移同環境中的氧化和還原條件、酸鹼度以及其他介質的影響有關。水和土壤的氧化性愈高,鹼性愈大,鉬愈易形成MoO厈離子;植物能吸收這種狀態的鉬。環境的酸性增大或還原性增高,鉬易轉變成複合離子,最終形成MoO卂;這種狀態的鉬易被粘土和土壤膠體腐植酸固定而失去活性,不能為植物吸收。在海洋中,深海的還原環境使鉬被有機物質吸附後包裹於含錳的膠體中,最終形成結核沉于海底,脫離生物圈的循環。

鉬對溫血動物和魚類的影響較小。高含量鉬對植物有不良影響,試驗表明:如鉬濃度為0.5~100毫克/升時對亞麻生長產生不同程度的影響;10~20毫克/升時對大豆生長有危害;25~35毫克/升時對棉花生長有輕度危害;40毫克/升時對糖用甜菜生長有危害。水體中鉬濃度達到5毫克/升時,水體的生物自淨作用會受到抑制;10毫克/升時,這種作用受到更大抑制,水有強烈澀味;100毫克/升時,水體微生物生長減慢,水有苦味。中國規定地面水中鉬最高容許濃度為 0.5毫克/升,車間空氣中可溶性鉬最高容許濃度為4毫克/米3,不溶性鉬為6毫克/米3。

對環境的影響

一、健康危害

侵入途徑:吸入、食入。

健康危害:對眼睛、皮膚有刺激作用。部分接觸者出現塵肺病變,有自覺呼吸困難、全身疲倦、頭暈胸痛咳嗽等。

二、毒理學資料及環境行為

急性毒性:LD506.1mg/kg(大鼠經口)

危險特性:其粉體遇高熱、明火能燃燒甚至爆炸。與氧化劑能發生強烈反應。

燃燒(分解)產物:氧化鉬。

3.現場應急監測方法

攜帶型比色計(水質)(義大利哈納公司產品)

4.實驗室監測方法

硫氰酸鹽比色法《空氣中有害物質的測定方法》(第三版)杭士平主編

火焰原子吸收法《空氣中有害物質的測定方法》(第三版)杭士平主編

原子吸收法《固體廢棄物試驗分析評價手冊》中國環境監測總站等譯

5.環境標準

中國(TJ36-79) 車間空氣中有害物質的最高容許濃度 4mg/m3(可溶性化合物)

6mg/m3(不溶性化合物)

中國(GB/T14848-93) 地下水質量標準(mg/L) Ⅰ類0.001;Ⅱ類 0.01 ;Ⅲ類 0.1;Ⅳ類0.5 ;Ⅴ類 >0.5

中國(待頒布) 飲用水源水中有害物質的最高容許濃度0.5mg/L

6.應急處理處置方法

一、泄漏應急處理

隔離泄漏污染區,周圍設警告標誌,切斷火源。建議應急處理人員戴自給式呼吸器,穿化學防護服。使用不產生火花的工具小心掃起,避免揚塵,運至廢物

處理場所。用水刷洗泄漏污染區,經稀釋的洗水放入廢水系統。如大量泄漏,收集回收或無害處理後廢棄。

二、防護措施

呼吸系統防護:作業工人必須佩戴防毒口罩。必要時佩戴自給式呼吸器。

眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。

防護服:穿防靜電工作服。

手防護:戴防化學品手套。

其它:工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作後,淋浴更衣。注意個人清潔衛生。

三、急救措施

皮膚接觸:用肥皂水及清水徹底沖洗。就醫。

眼睛接觸:拉開眼瞼,用流動清水沖洗15分鐘。就醫。

吸入:脫離現場至空氣新鮮處。就醫。

食入:誤服者飲適量溫水,催吐。就醫。

滅火方法:乾粉。  

鉬合金

以鉬為基體加入其他元素而構成的有色合金。主要合金元素有鈦、鋯、鉿、鎢及稀土元素。鈦、鋯、

鉬合金

鉿元素不僅對鉬合金起固溶強化作用,保持合金的低溫塑性,而且還能形成穩定的、彌散分布的碳化物相,提高合金的強度和再結晶溫度。鉬合金有良好的導熱、導電性和低的膨脹係數,在高溫下(1100~1650℃)有高的強度,比鎢容易加工。可用作電子管的柵極和陽極,電光源的支撐材料,以及用於製作壓鑄和擠壓模具,太空飛行器的零部件等。由於鉬合金有低溫脆性和焊接脆性,且高溫易氧化,因此其發展受到限制。工業生產的鉬合金有鉬鈦鋯系、鉬鎢系和鉬稀土系合金,應用較多的是第一類。鉬合金的主要強化途徑是固溶強化、沉澱強化和加工硬化。通過塑性加工可製得鉬合金板材、帶材、箔材、管材、棒材、線材和型材,還能提高其強度和改善低溫塑性。

參看

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