Quelltext der Seite Molybdän

{{Infobox Chemisches Element
<!--- Periodensystem --->
| Name         = Molybdän
| Symbol       = Mo
| Ordnungszahl = 42
| Serie        = Üm
| Gruppe       = 6
| Periode      = 5
| Block        = d
<!--- Allgemein --->
| Hauptquelle  = <ref>Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus [https://www.webelements.com/molybdenum/ www.webelements.com (Molybdän)] entnommen.</ref>
| Aussehen     = grau metallisch
| CAS          = {{CASRN|7439-98-7}}
| EG-Nummer    = 231-107-2
| ECHA-ID      = 100.028.279
| Massenanteil = 14&nbsp;ppm (39. Rang)<ref name="Harry H. Binder">[[Harry H. Binder]]: ''Lexikon der chemischen Elemente.'' S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.</ref>
<!--- Atomar --->
| Atommasse = 95,95(1)<ref name="CIAAW">[https://www.ciaaw.org/atomic-weights.htm CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013].</ref>
| Atomradius = 145
| AtomradiusBerechnet = 190
| KovalenterRadius = 154
| VanDerWaalsRadius = 
| Elektronenkonfiguration = &#91;[[Krypton|Kr]]&#93; 4[[D-Orbital|d]]<sup>5</sup> 5[[S-Orbital|s]]<sup>1</sup>
| Austrittsarbeit = 
| Ionisierungsenergie_1 = {{ZahlExp|7,09243|suffix=(4)|post=[[Elektronenvolt|eV]]<ref name="NIST-ASD-molybdenum">{{NIST-ASD|molybdenum|Abruf=2020-06-11}}</ref>}} ≈ {{ZahlExp|684,32|post=[[Joule|kJ]]/[[mol]]<ref name="Webelements-molybdenum">{{Webelements|molybdenum|atoms|Abruf=2020-06-11}}</ref>}}
| Ionisierungsenergie_2 = {{ZahlExp|16,16|suffix=(12)|post=eV<ref name="NIST-ASD-molybdenum" />}} ≈ {{ZahlExp|1559|post=kJ/mol<ref name="Webelements-molybdenum" />}}
| Ionisierungsenergie_3 = {{ZahlExp|27,13|suffix=(12)|post=eV<ref name="NIST-ASD-molybdenum" />}} ≈ {{ZahlExp|2618|post=kJ/mol<ref name="Webelements-molybdenum" />}}
| Ionisierungsenergie_4 = {{ZahlExp|40,33|suffix=(6)|post=eV<ref name="NIST-ASD-molybdenum" />}} ≈ {{ZahlExp|3891|post=kJ/mol<ref name="Webelements-molybdenum" />}}
| Ionisierungsenergie_5 = {{ZahlExp|54,417|suffix=(19)|post=eV<ref name="NIST-ASD-molybdenum" />}} ≈ {{ZahlExp|5250|post=kJ/mol<ref name="Webelements-molybdenum" />}}
<!--- Physikalisch --->
| Aggregatzustand = fest
| Modifikationen = 
| Kristallstruktur = kubisch raumzentriert
| Dichte = 10,28 g/cm<sup>3</sup> (20 [[Grad Celsius|°C]])<ref name="Greenwood">[[N. N. Greenwood]], [[A. Earnshaw]]: ''Chemie der Elemente.'' 1. Auflage. 1988, ISBN 3-527-26169-9, S.&nbsp;1291.</ref>
| RefTempDichte_K = 
| Mohshärte = 5,5
| Magnetismus = [[Paramagnetismus|paramagnetisch]] ([[Magnetische Suszeptibilität|''χ<sub>m</sub>'']] = 1,2 · 10<sup>−4</sup>)<ref>Robert C. Weast (Hrsg.): ''CRC Handbook of Chemistry and Physics''. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.</ref>
| Schmelzpunkt_K = 2896
| Schmelzpunkt_C = 2623
| Siedepunkt_K = 4885 K<ref name="Zhang">Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: ''Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks.'' In: ''[[Journal of Chemical & Engineering Data]].'' 56, 2011, S.&nbsp;328–337, [[doi:10.1021/je1011086]].</ref>
| Siedepunkt_C = 4612
| MolaresVolumen = 9,38 · 10<sup>−6</sup>
| Verdampfungswärme = 617 kJ·mol<sup>−1</sup><ref name="Zhang" />
| Schmelzwärme = 36
| Dampfdruck = 
| RefTempDampfdruck_K = 
| Schallgeschwindigkeit = 6190
| RefTempSchallgeschwindigkeit_K = 
| SpezifischeWärmekapazität = <!--250-->
| RefTempSpezifischeWärmekapazität_K = 
| ElektrischeLeitfähigkeit = 18,2 · 10<sup>6</sup>
| RefTempElektrischeLeitfähigkeit_K = 
| Wärmeleitfähigkeit = 139
| RefTempWärmeleitfähigkeit_K = 
<!--- Chemisch --->
| Oxidationszustände = +2, +3, +4, +5, '''+6'''
| Normalpotential = −0,152 [[Volt|V]]<br>(MoO<sub>2</sub>&#8239;+&#8239;4&#8239;e<sup>−</sup>&#8239;+&#8239;4&#8239;H<sup>+</sup> → Mo&#8239;+&#8239;2&#8239;H<sub>2</sub>O)
| Elektronegativität = 2,16
| Quelle GHS-Kz   = <ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Molybdän|ZVG=8330|CAS=7439-98-7|Abruf=2017-04-26}}</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|-}}
| GHS-Signalwort  = 
| H               = {{H-Sätze|-}}
| EUH             = {{EUH-Sätze|-}}
| P               = {{P-Sätze|-}}
| Quelle P        = <ref name="GESTIS" />
<!--- Isotope --->
| Isotope = 
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Symbol = Mo
| Massenzahl = 92
| NH = 14,84
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Symbol = Mo
| Massenzahl = 93
| NH = 0
| Halbwertszeit = 4000 [[Jahr|a]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Elektronen-Einfang|ε]]
| Zerfallstyp1ZE = 0,405
| Zerfallstyp1ZP = [[Niob|<sup>93</sup>Nb]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Symbol = Mo
| Massenzahl = 94
| NH = 9,25
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Symbol = Mo
| Massenzahl = 95
| NH = 15,92
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Symbol = Mo
| Massenzahl = 96
| NH = 16,68
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Symbol = Mo
| Massenzahl = 97
| NH = 9,55
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Symbol = Mo
| Massenzahl = 98
| NH = 24,13
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Symbol = Mo
| Massenzahl = 99
| NH = 0
| Halbwertszeit = 65,94 [[Stunde|h]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β<sup>−</sup>]]
| Zerfallstyp1ZE = 1,357
| Zerfallstyp1ZP = [[Technetium|<sup>99</sup>Tc]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Symbol = Mo
| Massenzahl = 100
| NH = 9,63
| Halbwertszeit = 7,3 · 10<sup>18</sup> [[Jahr|a]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Doppelter Betazerfall|β<sup>−</sup>β<sup>−</sup>]]
| Zerfallstyp1ZE = 3,034
| Zerfallstyp1ZP = [[Ruthenium|<sup>100</sup>Ru]]
}}
| NMREigenschaften = 
{{Infobox Chemisches Element/NMR
| Symbol = Mo
| Massenzahl_1 = 95
| Kernspin_1 = 5/2
| Gamma_1 = −1,751 · 10<sup>7</sup>
| Empfindlichkeit_1 = 0,0005
| Larmorfrequenz_1 = 6,52
| Massenzahl_2 = 97
| Kernspin_2 = 5/2
| Gamma_2 = −1,788 · 10<sup>7</sup>
| Empfindlichkeit_2 = 0,0003
| Larmorfrequenz_2 = 6,65
}}
}}

'''Molybdän''' [{{IPA|molʏpˈdɛːn}}] (von {{grcS|μόλυβδος|mólybdos}} „[[Blei]]“) ist ein [[chemisches Element]] mit dem [[Elementsymbol]] Mo und der [[Ordnungszahl]] 42. Es zählt zu den [[Übergangsmetalle]]n, im [[Periodensystem]] steht es in der 5. [[Periode-5-Element|Periode]] sowie der 6. [[Nebengruppe]] (Gruppe 6) oder [[Chromgruppe]].

Molybdän ist ein hartes, stahlgraues, korrosionsbeständiges sowie ungiftiges Metall mit einem hohen Schmelzpunkt. In der Natur findet man Molybdän hauptsächlich im Mineral [[Molybdänit]], gediegen Molybdän ist extrem selten. Molybdän wird hauptsächlich in [[Legierung]]en verwendet; unter anderem wird es oft in kleinen Mengen [[Stahl]] beigemengt, um ihn zu härten. Darüber hinaus ist Molybdän für fast alle lebenden Organismen ein essenzielles [[Spurenelement]].

== Geschichte ==
Molybdän, das in Lagerstätten in der Regel als [[Molybdänit|Molybdänglanz]] (Molybdändisulfid) vorkommt und von dem es seinen Namen erhalten hat, wurde lange Zeit mit [[Galenit|Bleiglanz]] oder auch [[Graphit]]<ref>Vgl. auch Wilhelm Hassenstein, [[Hermann Virl]]: ''Das Feuerwerkbuch von 1420. 600 Jahre deutsche Pulverwaffen und Büchsenmeisterei.'' Neudruck des Erstdruckes aus dem Jahr 1529 mit Übertragung ins Hochdeutsche und Erläuterungen von Wilhelm Hassenstein. Verlag der Deutschen Technik, München 1941, S. 108 (''Zwitter-Bleischweif, molybdaena<,> plumbago'').</ref> verwechselt. 1778 gelang es [[Carl Wilhelm Scheele]], aus Molybdänglanz durch Behandlung mit [[Salpetersäure]] das weiße [[Molybdän(VI)-oxid]] MoO<sub>3</sub> (auch Molybdäntrioxid oder Wasserbleierde genannt) herzustellen. 1781 reduzierte [[Peter Jacob Hjelm]] das [[Oxide|Oxid]] mit Kohle zum elementaren Molybdän. Wegen seiner schwierigen Bearbeitbarkeit (reines Molybdän lässt sich plastisch verformen, jedoch schon die Verunreinigung mit 1 [[Parts per million|ppm]] Sauerstoff oder Stickstoff lässt Molybdän stark verspröden) fand Molybdän lange Zeit keine Beachtung. Ende des 19.&nbsp;Jahrhunderts bemerkten Mitarbeiter des französischen Unternehmens [[Eugène Schneider|Schneider&nbsp;&&nbsp;Cie]] bei der Herstellung von [[Panzerung|Panzerplatten]] die nützlichen Eigenschaften von Molybdän in [[Stahllegierung]]en. In den beiden Weltkriegen war die Nachfrage nach dem Metall groß, nach dem Zweiten Weltkrieg fielen die Preise dramatisch. Unterhalb der [[Alpeiner Scharte]] im [[Valser Tal (Nordtirol)|Valsertal]] in Tirol, wo sich die bedeutendste Molybdänkonzentration der [[Ostalpen]] befindet, wurde im Zweiten Weltkrieg mit großem Aufwand ein [[Bergwerk]] angelegt, ohne dass jemals Molybdän gewonnen werden konnte.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.sagen.at/doku/bergbau/Bergwerk_Alpeiner_Scharte.html |titel=SAGEN.at - Das Bergwerk unter der Alpeiner Scharte - Molybdänbergbau |zugriff=2017-03-07}}</ref> Das einzige westeuropäische Bergwerk wurde bis 1973 in [[Knaben]] ([[Norwegen]]) betrieben.

== Vorkommen ==
Molybdän kommt meistens als [[Molybdänit]] (veraltet ''Molybdänglanz'', MoS<sub>2</sub>) mit einem Mo-Gehalt von bis zu 59,94&nbsp;Gew.-%<ref>{{Internetquelle |autor=David Barthelmy |url=http://webmineral.com/chem/Chem-Mo.shtml |titel=Mineral Species containing Molybdenum (Mo) |werk=webmineral.com |sprache=en |abruf=2024-12-11}}</ref> vor. Daneben gibt es noch [[Wulfenit]] (''Gelbbleierz'', PbMoO<sub>4</sub>) mit bis zu 26,13&nbsp;Gew.-%&nbsp;Mo und [[Powellit]] CaMoO<sub>4</sub> mit bis zu 47,97&nbsp;Gew.-%&nbsp;Mo. Das Mineral mit dem höchsten Molybdängehalt von bis zu 74,99&nbsp;Gew.-% ist der sehr seltene [[Tugarinovit]]. Insgesamt sind bisher rund 130 Molybdänminerale bekannt (Stand 2024).<ref>{{Internetquelle |url=https://www.mindat.org/chemsearch.php?inc=Mo%2C&exc=&class=0&sub=Search+Minerals |titel=Search Minerals By Chemistry – Minerals that include Mo |werk=mindat.org |hrsg=Hudson Institute of Mineralogy |sprache=en |abruf=2024-12-11}}</ref>

Zur [[Verhüttung]] gelangt überwiegend das durch den Kupferbergbau anfallende [[Koppelprodukt]] Molybdänit. Das MoS<sub>2</sub>-Konzentrat, wie es die Minen in Richtung „Röster“ verlässt, enthält rund 50–60 % Molybdän. Große Vorkommen finden sich in den [[Vereinigte Staaten|Vereinigten Staaten]], [[Chile]], [[Volksrepublik China|China]], [[Kanada]] und [[Peru]]. Die weltweit bekannten Reserven beliefen sich 2020 auf ca. 16 Mio. t bzw. ca. 25 Mio. t an bekannten Ressourcen molybdänhaltiger Mineralien (tlw. nicht wirtschaftlich abbaubar). Die vorhandenen globalen Molybdänressourcen reichen für die absehbare Zukunft aus, um den globalen Bedarf zu decken.<ref name="usgs_2022" />

Molybdän in [[gediegen]]er, das heißt elementarer Form konnte bisher nur in sechs Vorkommen nachgewiesen werden (Stand 2024): Auf der Erde in Gesteinsproben aus der [[Babrujsk]]-Ringstruktur in der belarussischen Mahiljouskaja Woblasz, vom Vulkan [[Korjakskaja Sopka]] auf der Halbinsel [[Kamtschatka]] und im Gebiet ''Schirokopadninskaja'' ({{ruS|Широкопаднинская}}) in der [[Region Primorje]] in Russland sowie in drei Gesteinsproben des [[Mond]]es vom [[Apollonius (Mondkrater)|Apollonius-Hochland]] ([[Luna-Programm|Luna 20]]), dem [[Mare Crisium]] (Luna 24) und dem [[Mare Fecunditatis]] (Luna 16).<ref>{{Internetquelle |url=https://www.mindat.org/min-10320.html |titel=Molybdenum |werk=mindat.org |hrsg=Hudson Institute of Mineralogy |sprache=en |abruf=2024-12-11}}</ref> Da die Entdeckungen allerdings ohne Prüfung durch die [[International Mineralogical Association#CNMNC|IMA/CNMNC]] veröffentlicht wurden, gilt der Status von Molybdän als Mineral bisher nicht als gesichert, auch wenn es die Mineral-System-Nr. ''1.AC.05'' (nach der [[Systematik der Minerale nach Strunz (9. Auflage)#Gruppe 1.AC|9. Auflage der Strunzʼschen Mineralsystematik]]) trägt.<ref>{{Internetquelle |autor=[[Ernest Henry Nickel|Ernest H. Nickel]], Monte C. Nichols |url=http://cnmnc.units.it/IMA2009-01%20UPDATE%20160309.pdf |titel=IMA/CNMNC List of Minerals 2009 |werk=cnmnc.units.it |hrsg=IMA/CNMNC |datum=2009-01 |sprache=en |abruf=2024-07-30 |format=PDF; 1,9&nbsp;MB |archiv-url=https://web.archive.org/web/20240729102044/http://cnmnc.units.it/IMA2009-01%20UPDATE%20160309.pdf |archiv-datum=2024-07-29 |kommentar=S.&nbsp;191: Molybdenum, Status (N) = published without approval by the CNMNC}}</ref>

== Gewinnung, Darstellung und Preis ==
Die Hauptmenge des Molybdäns wird als Nebenprodukt bei der Kupferherstellung gewonnen und nur ca. 30 % direkt aus Molybdänerzen. Alle Erze werden in der Hauptsache zu [[Ammoniumheptamolybdat]] umgearbeitet. Dieses wird durch [[Calcinieren]] bei ca. 400&nbsp;°C in [[Molybdäntrioxid]] MoO<sub>3</sub> überführt. Letzteres wird in zwei Stufen durch [[Wasserstoff]] zum reinen Molybdänpulver reduziert. Erste Stufe führt bei 500–600&nbsp;°C zum metastabilen braunviolettem [[Molybdän(IV)-oxid|Molybdändioxid]] MoO<sub>2</sub>, die zweite Stufe führt bei ca. 1100&nbsp;°C zum reinen Metallpulver.<ref>[[Lucien Trueb|Lucien F. Trueb]]: ''Die chemischen Elemente. Ein Streifzug durch das Periodensystem.'' S. Hirzel Verlag, Stuttgart/ Leipzig 1996, ISBN 3-7776-0674-X.</ref> Zum kompakten Metall wird Molybdän im [[Heißisostatisches Pressen|HIP-Verfahren]], durch [[Umschmelzen]] im [[Lichtbogenofen]] unter Argon als Schutzgas oder im Elektronenstrahlofen verdichtet. Einkristalle werden nach dem [[Zonenschmelzverfahren]] hergestellt. Die Molybdän[[rückgewinnung]] aus [[Schrott]] beträgt annähernd 100 %, da keine Oxidationsverluste auftreten.

:<math>\mathrm{(NH_4)_6Mo_7O_{ 24} \longrightarrow 7\ MoO_3 + 6\ NH_3 + 3\ H_2O}</math>

:<math>\mathrm{MoO_3 + H_2 \longrightarrow MoO_2 + H_2O}</math>

:<math>\mathrm{MoO_2 + 2\ H_2 \longrightarrow Mo + 2\ H_2O}</math>

Die Weltproduktion lag 2020 bei fast 284.000&nbsp;Tonnen (2006 179.000 t, 2013 258.000 t), größte Produzenten waren China, Chile und die USA.<ref name="BMLRT">
{{Internetquelle | url= https://www.world-mining-data.info/wmd/downloads/PDF/WMD2022.pdf | titel= Molybdän | hrsg= [[Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus]] Seite 114 | abruf= 2022-06-17}}
</ref> Der [[United States Geological Survey|USGS]] gibt als Preise für Molybdän 34,83 [[US-Dollar|USD]] je kg im Jahre 2010 und 22,85 USD je kg für 2013 an.<ref name="usgs 2015" /> Die [[London Metal Exchange]] listete Molybdän im Laufe des Jahres 2018 für ca. 25 USD/kg.<ref>{{Internetquelle|url=https://www.lme.com/metals/minor-metals/molybdenum/#tab2|titel=lme.com - Historical price graph for Molybdenum|zugriff=2018-07-07}}</ref>

Die globalen Abbaumengen verteilen sich dabei wie folgt:<ref name="BMLRT" />
{| class="wikitable sortable" 
|+ Fördermengen
|-
! rowspan="2"| Land
! colspan="2"| Fördermenge (in t)
|-
! 2019
! 2020
|-
| {{ARM}} || 7.137 || 11.909 
|-
| {{CAN}} || 4.385 || 2.671 
|-
| {{CHL}} || 54.759 || 59.381 
|-
| {{CHN}} || 104.670 || 95.970 
|-
| {{IRN}} || 4.160 || 3.536 
|-
| {{KAZ}} || 258 || 384 
|-
| {{PRK}} || 530 || 100 
|-
| {{KOR}} || 266 || 411 
|-
| {{MEX}} || 21.694 || 20.577 
|-
| {{MNG}} || 2.490 ||  2.890 
|-
| {{NOR}} || 1 || 1 
|-
| {{PER}} || 30.441 || 32.185 
|-
| {{RUS}} || 1.989 || 1.707 
|-
| {{USA}} || 43.600 || 51.100 
|-
| {{UZB}}|| 800 || 760 
|- class="sortbottom"
| '''Summe''' || '''277.180''' || '''283.582''' 
|}
{{Manueller Rahmen
|content = {{Graph:Chart
 | width=400
 | height=150
 | xAxisTitle=Jahr
 | yAxisTitle=Weltproduktion in t
 | type=line
 |x=1994,1995,1996,1997,1998,1999,2000,2001,2002,2003,2004,2005,2006,2007,2008,2009,2010,2011,2012,2013,2014,2015,2016,2017,2018,2019,2020
 |y1=104000,126000,128000,140000,135000,122000,129000,130000,123000,125000,141000,185000,184000,205000,218000,221000,242000,264000,259000,258000,281000,235000,279000,297000,297000,294000,298000
|yGrid= |xGrid= 
}}
|caption = Entwicklung der globalen Molybdänproduktion<ref name="usgs_2022" />
}}

== Eigenschaften ==
[[Datei:Molybdenum crystaline fragment and 1cm3 cube.jpg|mini|Molybdän, kristallines Bruchstück]]

Molybdän ist ein Übergangsmetall der 5. Periode. Das hochfeste, zähe und harte Metall besitzt einen silbrigweißen Glanz. Von allen Elementen der 5. Periode besitzt es den höchsten [[Schmelzpunkt]]. Von nichtoxidierenden Säuren (auch [[Fluorwasserstoffsäure|Flusssäure]]) wird es ebenso wie das schwere [[Homologe]] [[Wolfram]] nicht angegriffen. Deshalb wird Molybdän in großen Mengen zur Herstellung von säurebeständigen [[Edelstahl|Edelstählen]] und Nickelwerkstoffen eingesetzt. Oxidierende Säuren wie heiße konzentrierte [[Schwefelsäure]], [[Salpetersäure]] oder [[Königswasser]] führen zu hohen Abtragsraten. Ebenso unbeständig ist Molybdän in oxidierenden [[Alkalischmelze]]n.

== Verwendung ==
[[Datei:Polyederstrukturen Molybdän.png|mini|Die Polyederstrukturen des [Mo<sub>6</sub>O<sub>19</sub>]<sup>2−</sup>&nbsp;(a) und [Mo<sub>7</sub>O<sub>24</sub>]<sup>6−</sup>&nbsp;(b)]]
In kleinen Zusätzen dient es zur [[Härten (Stahl)|Härtung]] und zur Verhinderung der [[Anlassversprödung]] von [[Stahl]]. Mehr als zwei Drittel des hergestellten Molybdäns werden zur Erzeugung von Metalllegierungen wie Ferro-Molybdän verbraucht. Die USA gaben 2021 an, dass 88 % des im Inland konsumierten Molybdäns für metallurgische Anwendungen eingesetzt wurde. Ungefähr 30 % des Molybdäns kamen dabei aus dem Recycling von molybdänhaltigem Schrott.<ref name="usgs_2022">[https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022-molybdenum.pdf U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries 2022: MOLYBDENUM].</ref> Wolframverknappung im Ersten Weltkrieg führte zu vermehrtem Einsatz von Molybdän zur Herstellung von hochfesten Werkstoffen.
Bis heute ist Molybdän ein Legierungselement zur Steigerung von Festigkeit, [[Korrosion]]s- und Hitzebeständigkeit. Molybdänhaltige Hochleistungswerkstoffe wie [[Hastelloy]]<sup>®</sup>, Incoloy<sup>®</sup> oder Nicrofer<sup>®</sup> haben viele technische Verfahren erst möglich oder ökonomisch sinnvoll gemacht.

Molybdän wird wegen seiner hohen Temperaturbeständigkeit zur Herstellung von Teilen für extreme Anwendungsfälle wie in der Luft- und Raumfahrt oder Metallurgietechnik verwendet. In der Ölverarbeitung wird es als [[Katalysator]] zur [[Hydrodesulfurierung|Schwefelentfernung]] eingesetzt.

[[Molybdändisulfid]] ist aufgrund seiner Schichtstruktur ein ideales Schmiermittel, auch bei erhöhten Temperaturen. Es kann als Feststoff wie Graphit, aber auch [[Suspension (Chemie)|suspendiert]] in herkömmlichen Schmierölen verwendet werden.

Auch in elektronischen Bauteilen ist Molybdän zu finden. In TFTs (Dünnschichttransistoren) dient es als leitende Metallschicht und auch bei Dünnschichtsolarzellen wird es als metallischer Rückleiter verwendet.

Molybdänfolien dienen als gasdichte Stromdurchleitung in [[Quarzglas]], u.&nbsp;a. an Halogen[[glühlampe]]n und Hochdruck-[[Gasentladungslampe]]n.

In den gleichen Lampentypen können auch Molybdändrähte zum Einsatz kommen, wenn statt Quarzglas ein [[Glas]] (meist [[Alumosilikate|Aluminosilikatgläser]]) verwendet wird, das eine an Molybdän angepasste thermische Ausdehnung besitzt und somit für eine [[Glas-Metall-Verbindung]] in Frage kommt.

Molybdate werden zur Imprägnierung von Stoffen verwendet, um diese schwer entflammbar zu machen.

Molybdän findet auch in der [[Röntgendiagnostik]] als Targetmaterial in der Anode Verwendung. Röntgenröhren mit Molybdänanode werden wegen der niedrigeren Energie der [[Charakteristische Röntgenstrahlung|Charakteristischen Röntgenstrahlung]] (<math>K_\alpha</math> bei 17,4 keV und <math>K_\beta</math> bei 19,6&nbsp;keV im Vergleich zu 58/59,3&nbsp;keV bzw. 67,0/67,2/69,1&nbsp;keV von [[Wolfram]]) des Molybdäns v.&nbsp;a. bei der Untersuchung der weiblichen Brust ([[Mammographie]]) eingesetzt.

In der [[Nuklearmedizin]] wird Molybdän-99 aus [[Kernspaltung]] (Kerne mit Massezahl 99 entstehen bei 6 % aller Kernspaltungen von <sup>235</sup>U<ref>{{Internetquelle |url=https://wwwndc.jaea.go.jp/cgi-bin/FPYfig |titel=Fission Yield Graph |werk=jaea.go.jp |abruf=2023-01-23}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://www.chemeurope.com/en/encyclopedia/Fission_products_(by_element).html |titel=Fission products (by element) |werk=chemeurope.com |abruf=2023-01-23}}</ref>) oder [[Neutroneneinfang]] (von <sup>98</sup>Mo)<ref>{{Literatur |Titel=Alternative Molybdenum-99 Production Processes |Hrsg=National Research Council Committee on Medical Isotope Production Without Highly Enriched Uranium |Verlag=National Academies Press |Datum=2009 |Online=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK215146/ |Abruf=2023-01-23}}</ref> in [[Technetium-99m-Generator]]en eingesetzt. Das relativ langlebige <sup>99</sup>Mo ([[Halbwertszeit]] 66&nbsp;h) zerfällt hierbei innerhalb des Radionuklidgenerators in das [[Technetium]]-[[Kernisomer]] <sup>99''m''</sup>Tc (Halbwertszeit des Gammazerfalls in den Grundzustand ~6&nbsp;h). Auf diese Weise kann dieses wichtige Technetium-Isotop direkt vor Ort für Untersuchungszwecke gewonnen werden, ohne dass die teure Nukleartechnologie zur Erzeugung des Mutternuklids vor Ort nötig wäre.
Technisch gesehen handelt es sich hierbei um [[Transmutation]], jedoch wird das anfallende <sup>99</sup>Tc (also nach erfolgtem [[Gammazerfall]]) üblicherweise keiner weiteren Nutzung zugeführt.<ref>{{Internetquelle |url=http://large.stanford.edu/courses/2011/ph241/bhattacharyya2/ |titel=Disposal of Technetium-99 |werk=stanford.edu |abruf=2023-01-23}}</ref> Neutroneneinfang in <sup>100</sup>Mo könnte über zwei relativ kurzlebige Zwischenstufen das [[Ruthenium]]-Isotop <sup>101</sup>Ru liefern, welches um Größenordnungen wertvoller ist als Molybdän. Allfällig nötige [[Isotopentrennung]] zur Erzeugung möglichst reiner <sup>98</sup>Mo- bzw. <sup>100</sup>Mo-[[Target (Physik)|Targets]] ist über [[Molybdänhexafluorid]] analog zum bei [[Urananreicherung]] verwendeten [[Uranhexafluorid]] möglich.

== Physiologie ==
[[Datei:MoCo-prokaryotes.svg|mini|Bakterien-Molybdän-Cofaktor bis(Molybdopterin-Guanin-Dinukleotid)-Molybdän]]

Als [[Spurenelement]] ist Molybdän für nahezu alle lebenden Organismen essenziell, da es wesentlicher Bestandteil des [[Enzym#Das aktive Zentrum – strukturelle Grundlage für Katalyse und Spezifität|aktiven Zentrums]] einer ganzen Anzahl von [[Enzym]]en wie der [[Nitrogenase]], [[Nitratreduktase]] oder [[Sulfitoxidase]] ist. Lebewesen nutzen molybdänhaltige Enzyme u.&nbsp;a. zur [[Purine|Purinzersetzung]] und Harnsäurebildung. Die [[Bioverfügbarkeit|bioverfügbare]], d.&nbsp;h. die von Organismen aufgenommene Form von Molybdän ist das [[Molybdat]]-Ion MoO<sub>4</sub><sup>2−</sup>. Dieses wird in mehreren Schritten als [[Molybdän-Cofaktoren]] in die entsprechenden Enzyme eingebaut. Dort kann das Mo-Atom zwischen den Oxidationszahlen +IV, +V und +VI wechseln, und so Ein-Elektronen-[[Redoxreaktion]]en katalysieren.<ref name="Schwarz_Molybdän">{{Literatur |Autor=G. Schwarz, R. R. Mendel, M. W. Ribbe |Titel=Molybdenum cofactors, enzymes and pathways |Sammelwerk=[[Nature]] |Band=460 |Nummer=7257 |Datum=2009 |Seiten=839–847 |PMID=19675644}}</ref>

Molybdän ist für Pflanzen essenziell. Durch Molybdänmangel kann ein Boden unfruchtbar sein, was erklärt, warum eine Düngung mit [[Ammoniumheptamolybdat]] den Ertrag auf solchen Böden steigert. In Pflanzen und Tieren beträgt die Molybdänkonzentration einige [[Parts per million|ppm]].
Molybdän ist ein sehr wichtiges Spurenelement, vor allem für [[Hülsenfrüchtler|Leguminosen]]. Die mit den Leguminosen in [[Symbiose]] lebenden Bakterien ([[Knöllchenbakterien]]) sind in der Lage, mit einem molybdänhaltigen [[Enzym]] ([[Nitrogenase]]) Luftstickstoff zu binden. Sie benötigen Molybdän für zwei Prozesse: Fixierung von molekularem Stickstoff und Nitratreduktion.

=== Molybdän im menschlichen Körper ===
Auch für die menschliche Ernährung ist Molybdän essenziell. Der Schätzwert der [[Deutsche Gesellschaft für Ernährung|DGE]] für Jugendliche und Erwachsene geht von 50 bis 100&nbsp;µg Molybdän als angemessene Tageszufuhr aus. Ein Molybdänmangel kommt bei normaler Ernährung nicht vor und ist deshalb extrem selten. Werden hohe Aufnahmen (10–15&nbsp;mg/Tag) erreicht – zum Beispiel durch molybdänreiche Böden –, so treten gichtähnliche Symptome, Gelenkschmerzen und Lebervergrößerungen auf.<ref>[[D-A-CH]]: Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr, 2000.</ref>

Der [[Molybdän-Cofaktor-Defizienz|Molybdän-Cofaktor-Mangel]] tritt jedoch nur als [[Erbkrankheit]] auf; dabei ist eines der Enzyme mutiert, die die Biosynthese der [[Molybdän-Cofaktoren]] [[Katalyse|katalysieren]].<ref>{{Literatur |Autor=Jochen Reiss, Rita Hahnewald |Titel=Molybdenum cofactor deficiency: Mutations in GPHN, MOCS1, and MOCS2 |Sammelwerk=Human Mutation |Band=32 |Nummer=1 |Datum=2011-01 |DOI=10.1002/humu.21390 |Seiten=10–18 |Online=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/humu.21390 |Abruf=2024-12-08}}</ref>

== Verbindungen ==
Molybdän bildet in den [[Oxidationsstufe]]n 2 bis 6 zahlreiche Verbindungen.<ref>[[Heinrich Remy]]: ''Lehrbuch der Anorganischen Chemie.'' Band II, Akademische Verlagsgesellschaft Geest & Portig, Leipzig 1961, S.&nbsp;200–208.</ref> Am bekanntesten sind die vom [[Molybdän(VI)-oxid]] abgeleiteten [[Molybdate]], wie beispielsweise unterschiedliche [[Ammoniummolybdat]]e. [[Molybdän(IV)-oxid]] entsteht durch Reduktion von Molybdän(VI)-oxid. Peroxomolybdate lassen sich aus Molybdatlösungen und [[Wasserstoffperoxid]] herstellen und sind sehr reaktionsfähig. [[Molybdänblau]] ist eine Bezeichnung für unterschiedliche Molybdänoxidhydroxide.
{| class="wikitable"
|+Oxide des Molybdäns<ref>{{Literatur |Autor=Erwin Riedel, Christoph Janiak |Titel=Anorganische Chemie |Auflage=8 |Verlag=Walter de Gruyter GmbH & Co. KG |Ort=Berlin |Datum=2011 |ISBN=978-3-11-022566-2 |Seiten=819}}</ref>
!+6
!zwischen +6 und +5
!+4
|-
|MoO<sub>3</sub>
|Mo<sub>4</sub>O<sub>11</sub>, Mo<sub>5</sub>O<sub>14</sub>, Mo<sub>8</sub>O<sub>23</sub>, Mo<sub>9</sub>O<sub>26</sub>, Mo<sub>17</sub>O<sub>47</sub>
|MoO<sub>2</sub>
|}
Molybdän bildet mit Chlor mehrere Chloride in den Oxidationsstufen 2 bis 5. So erhält man MoCl<sub>5</sub> durch Erhitzen von Molybdänpulver im Chlorstrom, MoCl<sub>4</sub> durch Reduktion von MoCl<sub>5</sub>. Mit Fluor wird bevorzugt das [[Molybdän(VI)-fluorid]] gebildet. Daneben sind eine Reihe von Oxidfluoriden, wie das MoOF<sub>4</sub>, und Oxofluoromolybdate, wie K<sub>2</sub>[MoOF<sub>5</sub>], bekannt.

Mit Schwefel werden mehrere [[Molybdänsulfide]] gebildet: Darunter das [[Molybdän(IV)-sulfid]] und das [[Molybdän(VI)-sulfid]], von dem sich Thiomolybdate ableiten lassen, wie das [[Ammoniumtetrathiomolybdat(VI)]] (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>[MoS<sub>4</sub>].

Komplexverbindungen mit [[Cyanide]]n sind beispielsweise Oktacyanomolybdat(IV), wie K<sub>4</sub>[Mo(CN)<sub>8</sub>]. Thiocyanate bilden Hexathiocyanomolybdat(III)-Komplexe wie (NH<sub>4</sub>)<sub>3</sub>[Mo(SCN)<sub>6</sub>]. Molybdän bildet außerdem unterschiedliche [[Metallcarbonyle|Carbonylkomplexe]], wie z.&nbsp;B. [Mo(CO)<sub>5</sub>]<sup>2−</sup> mit der Oxidationsstufe −2, und Carbonyle mit nullwertigem Molybdän, wie das [[Molybdänhexacarbonyl]].

== Sicherheitshinweise ==
Molybdänstaub und &#x2011;verbindungen wie Molybdän(VI)-oxid und wasserlösliche [[Molybdate]] weisen eine leichte Toxizität auf, wenn sie inhaliert oder oral eingenommen werden.

Tests lassen vermuten, dass Molybdän im Gegensatz zu vielen anderen Schwermetallen relativ wenig toxisch wirkt. Akute Vergiftungen sind wegen der dazu notwendigen Mengen unwahrscheinlich.
Im Bereich von Molybdänbergbau und -herstellung könnten höhere Molybdänexpositionen vorkommen. Bisher sind aber keine Krankheitsfälle bekannt geworden.

Obwohl natürliches Molybdän zu 9,63 % das radioaktive Isotop <sup>100</sup>Mo enthält, sind normalerweise keine besonderen Sicherheitsvorkehrungen zum Strahlenschutz erforderlich. Auch in der praktischen Anwendung kann in der Regel auf eine Abschirmung verzichtet werden. Die Strahlung ist wegen der langen Halbwertszeit äußerst schwach und kann nur mit hohem Aufwand gemessen werden.

== Nachweis ==
Ein qualitativer Nachweis sechswertigen Molybdäns ist über die Bildung von [[Heteropolysäure]]n mit [[Phosphat]] möglich. Gibt man zu einer schwefelsauren molybdathaltigen Lösung [[Phosphorsäure]], fällt kristallines [[Molybdängelb]] aus. Bei Zusatz des milden Reduktionsmittels [[Ascorbinsäure]] färbt sich die Lösung stark blau (Bildung von [[Molybdänblau]]). Bei geringeren Konzentrationen von Molybdat kommt es zu keiner Fällung, sondern nur einer Farbänderung der Lösung.

:<math>\mathrm{H_2PO_4^- + 12\ MoO_4^{2-} + 22\ H_3O^+ + 3\ NH_4^+ \longrightarrow (NH_4)_3[P(Mo_3O_{10})_4] (gelb) + 34\ H_2O}</math>

Diese Reaktionen werden auch zur [[Photometrie|photometrischen Bestimmung]] von Molybdat oder Phosphat im [[Spurenanalytik|Spurenbereich]] eingesetzt. Molybdän kann alternativ mittels [[Atomspektrometrie]] bestimmt werden. In der [[Polarografie]] ergibt sechswertiges Molybdän in Schwefelsäure einer Konzentration von 0,5&nbsp;mol/l zwei Stufen bei −0,29 und −0,84&nbsp;V (gegen [[Kalomelelektrode|SCE]]). Diese sind auf Reduktion zum Mo(V) bzw. Mo(III) zurückzuführen.

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
{{Commonscat|Molybdenum|Molybdän|audio=1|video=1}}
{{Wikibooks|Praktikum Anorganische Chemie/ Molybdän}}
* [https://www.imoa.info/ International Molybdenum Association] – englischsprachige Seite mit zahlreichen Informationen und Links

== Einzelnachweise ==
<references responsive>
<ref name="usgs 2015">
{{Internetquelle |url=https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/mcs/2015/mcs2015.pdf |titel=MINERAL COMMODITY SUMMARIES 2015 |hrsg=[[United States Geological Survey]] |format=PDF; 2,3 MB |seiten=106–107 |sprache=en |abruf=2015-10-14}}
</ref>
</references>

{{Navigationsleiste Periodensystem}}

{{Normdaten|TYP=s|GND=4170407-1|LCCN=sh85086637|NDL=00567847}}

{{SORTIERUNG:Molybdan}}
[[Kategorie:Coenzym]]
[[Kategorie:Molybdän| ]]