Molybdän – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

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Vorkommen und Gewinnung

Molybdän kommt in der Natur nur in Verbindungen vor. Das wichtigste Erz ist Molybdänit, ein Molybdändisulfid mit der Formel MoS₂. Es bildet weiche, bleigraue Blättchen, die Graphit oder Bleiglanz täuschend ähneln. Genau diese Verwechslung steckt im Namen: Das griechische molybdaina bedeutete Bleierz. Daraus wurde im Latein der frühen Neuzeit molybdaena, ein Sammelname für weiche, abfärbende Minerale wie Graphit, Bleiglanz und Molybdänit. Ein weiteres Mineral ist der Wulfenit, ein gelb bis orange gefärbtes Bleimolybdat.

Den Unterschied erkannte der schwedische Chemiker Carl Wilhelm Scheele. Er zeigte 1778, dass Molybdänit weder Graphit noch Bleiglanz ist, sondern eine eigene Säure enthält. Wenige Jahre später stellte sein Landsmann Peter Jacob Hjelm daraus das Metall her.

Heute entsteht ein großer Teil als Nebenprodukt der Kupfergewinnung. Das Erz wird zerkleinert, angereichert und an der Luft geröstet. Dabei bildet sich Molybdäntrioxid, das man mit Wasserstoff zum Metallpulver reduziert. Große Mengen stammen aus China, den USA, Chile und Peru.

Eigenschaften und Reaktionen

Molybdän steht in Periode 5 und Gruppe 6, unter dem Chrom. Seine Elektronenkonfiguration ist [Kr] 4d⁵ 5s¹, die Elektronegativität beträgt 2,16. Das Metall hat eine Dichte von 10,2 g/cm³, schmilzt bei 2623 °C und siedet bei 4639 °C. Es ist hart, dehnt sich bei Wärme nur wenig aus und leitet Strom und Wärme gut.

Bei Raumtemperatur ist Molybdän an der Luft beständig und widersteht den meisten Säuren, nur stark oxidierende Mischungen wie heiße Salpetersäure oder Königswasser lösen es. Ab etwa roter Glut verbrennt es zu Molybdäntrioxid, einem weißen bis gelblichen Pulver, das bei hoher Temperatur verdampft. In Verbindungen kommt es in mehreren Oxidationsstufen vor, am häufigsten mit plus sechs.

Besonders ist der Aufbau von Molybdändisulfid. Die Atome liegen in dünnen Schichten, die nur schwach aneinander haften und leicht gegeneinander gleiten. Deshalb fühlt sich das Pulver glatt und fettig an und wirkt als Trockenschmierstoff.

Verwendung in Alltag und Technik

Der größte Teil des Molybdäns geht in die Stahlherstellung. Schon kleine Zusätze machen Stahl härter, zäher und beständiger gegen Hitze und Korrosion. Rostfreie Stähle mit Molybdän widerstehen Chloridlösungen wie Salzwasser besser, weshalb man sie für Schiffsteile, Küchentechnik und Chemieanlagen nimmt. Auch Werkzeugstahl, Pipelines und Teile von Triebwerken enthalten Molybdän.

Molybdändisulfid dient als Zusatz in Schmierfetten und Ölen und als Trockenfilm, wo normale Schmierstoffe versagen, zum Beispiel bei sehr hohen Drücken oder im Vakuum. In der Erdölindustrie sind Katalysatoren mit Molybdän wichtig, mit denen man Schwefel aus Benzin und Diesel entfernt. Das Metall selbst findet sich in Heizleitern von Öfen, in Haltedrähten von Glühlampen und in Elektroden für die Glasschmelze.

Auch in der Biologie spielt Molybdän eine Schlüsselrolle. Das Enzym Nitrogenase, mit dem Bakterien Luftstickstoff in Ammoniak umwandeln, enthält in der Regel ein Eisen-Molybdän-Zentrum. Ohne Molybdän könnten Knöllchenbakterien an den Wurzeln von Erbsen und Bohnen den Stickstoff nicht binden. Pflanzen brauchen es für die Verwertung von Nitrat, und auch Menschen benötigen winzige Mengen für einige Enzyme, etwa beim Abbau von Purinen und Schwefelverbindungen. Mangel ist selten, eine Überversorgung ist unnötig.

Moleküle mit diesem Element

• Molybdän(IV)-sulfid MoS₂3D ansehen
• Molybdän(VI)-oxid MoO₃3D ansehen
• Bleimolybdat PbMoO₄3D ansehen

Kurz gefragt

Welche Ordnungszahl hat Molybdän (Mo)?

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