몰리브덴(몰리브데넘) 원소의 성질과 이용

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몰리브덴(몰리브데넘 Molybdenum, Mo)

원소의 성질과 이용

  

󰋯  원자번호：42

󰋯  족：6족(5주기) 전이원소

󰋯  원자량：95.94

󰋯  밀도：10.28 g·cm^-3

󰋯  각 전자궤도의 전자 수：2, 8, 18, 13, 1

󰋯  mp：2,623℃ / 󰋯  bp：4,639℃

 

매우 단단한 은색 금속인 몰리브덴은 녹는 온도가 모든 원소 중에서 6번째로 높다. 이 원소는 자연계에 순수한 상태로 존재하지 않고 여러 가지 산화물로 존재한다. 몰리브덴은 몰리브데나이트(molybdenite MoS₂)라는 광물로부터 주로 생산한다.

 

몰리브덴은 스웨덴의 화학자 쉴레(Carl Wihelm Scheele 1742-1786)가 1778년에 처음 발견했다. 몰리브덴이라는 이름은 그리스어 molybdos (납)에서 따온 것이다.

 

몰리브덴은 열팽창률이 매우 적은 원소이며, 그 와이어(wire)는 인장력(引張力 : 잡아당기는 힘에 대한 저항력)이 특히 강하다. 몰리브덴의 가장 중요한 용도는 철과 합금하여 특수한 강철을 제조하는 것이다. ‘몰리스틸’(moly steel)이라 부르는 합금 강철은 고온과 고압에 잘 견디기 때문에 자동차와 비행기의 엔진, 총포(銃砲) 제작에 쓰인다.

 

 

흥미롭게도 하등한 박테리아 종류 중에는 몰리브덴을 촉매(효소)로 사용하여 공기 중의 질소(N₂)를 암모니아(NH₃)로 변화(고정)시키는 것이 있다. 질소가 고정(固定)되는 화학방정식은 아래와 같이 간단히 나타낼 수 있다. 몰리브덴 효소로 질소를 고정하는 미생물과 동물이 현재 50종 이상 알려져 있다.

 

N₂ + 8H → 2NH₃ + H₂

 

몰리브덴에는 Mo-83부터 Mo-117까지 35종의 동위원소가 알려져 있다. 이들 동위원소 중에 방사성을 가진 Mo-99는 붕괴되어 테크네튬-99m(Tc-99m) 동위원소가 된다. ‘Tc-99’에 'm' (metastable)을 붙인 것은, Tc-99의 반감기가 약 6시간에 불과하고, 바로 루테늄-99 (반감기 211,000년)로 변하여 안정되는 성질이 있기 때문이다. Tc-99m은 방사선의학에서 암 진단과 치료 등에 이용된다.

 

 

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