Molybdène

Molybdène
Niobium←Molybdène→Technétium Cr 42 Mo ↑ Mo ↓ W Tableau complet•Tableau étendu
Position dans letableau périodique
Symbole	Mo
Nom	Molybdène
Numéro atomique	42
Groupe	6
Période	5epériode
Bloc	Bloc d
Famille d'éléments	Métal de transition
Configuration électronique	[Kr] 4d55s1
Électronsparniveau d’énergie	2, 8, 18, 13, 1
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique	95,95± 0,02u
Rayon atomique(calc)	145pm
Rayon de covalence	154± 5pm
État d’oxydation	2, 3, 4, 5,6
Électronégativité(Pauling)	2,16
Oxyde	Acide fort
Énergies d’ionisation
1re:7,092 43eV	2e:16,16eV
3e:27,13eV	4e:46,4eV
5e:54,49eV	6e:68,827 6eV
7e:125,664eV	8e:143,6eV
9e:164,12eV	10e:186,4eV
11e:209,3eV	12e:230,28eV
13e:279,1eV	14e:302,60eV
15e:544,0eV	16e:570eV
17e:636eV	18e:702eV
19e:767eV	20e:833eV
21e:902eV	22e:968eV
23e:1 020eV	24e:1 082eV
25e:1 263eV	26e:1 323eV
27e:1 387eV	28e:1 449eV
29e:1 535eV	30e:1 601eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD MeV 92Mo 14,84% stableavec 50neutrons 93Mo {syn.} 4 000a ε 0,405 93Nb 94Mo 9,25% stableavec 52neutrons 95Mo 15,92% stableavec 53neutrons 96Mo 16,68% stableavec 54neutrons 97Mo 9,55% stableavec 55neutrons 98Mo 24,13% stableavec 56neutrons 99Mo {syn.} 65,94h β- 1,357 99Tc 100Mo 9,63% 7,8×1018a 2β- 3,034 100Ru
Propriétés physiques ducorps simple
État ordinaire	solide
Masse volumique	10,22g·cm-3(20°C)
Système cristallin	Cubique centré
Dureté(Mohs)	5,5
Couleur	Gris métallique
Point de fusion	2 623°C
Point d’ébullition	4 639°C
Énergie de fusion	26,4kJ·mol-1
Énergie de vaporisation	598kJ·mol-1
Volume molaire	9,38×10-6m3·mol-1
Pression de vapeur	0,075 5Pa
Chaleur massique	250J·kg-1·K-1
Conductivité électrique	18,7×106S·m-1
Conductivité thermique	138W·m-1·K-1
Solubilité	sol. dansNH4OH+H2O2
Divers
NoCAS	7439-98-7
NoECHA	100.028.279
NoCE	231-107-2
Précautions
SGH
État pulvérulent: Danger H228etP210 H228:Matière solide inflammable P210:Tenir à l’écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer.
SIMDUT
Produit non contrôlé Ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT. Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients Commentaires: La dénomination chimique et la concentration de cet ingrédient doivent être divulgués sur la fiche signalétique s'il est présent à une concentration égale ou supérieure à 1,0 % dans un produit contrôlé.
Unités duSI&CNTP,sauf indication contraire.

Lemolybdèneest l'élément chimiquedenuméro atomique42, de symbole Mo.

Histoire

Le molybdène (dugrec ancienμόλυβδος/molubdossignifiantplomb) n'existe pas à l'état natif. Ses composés naturels ont été confondus jusqu'auXVIII^esiècle avec des composés d'autres éléments tels que lecarboneou leplomb.

En1778,Carl Wilhelm Scheeleréussit à séparer le molybdène dugraphiteet du plomb, et isole l'oxyde de molybdènede lamolybdénite.

En1782,Peter Jacob Hjelmobtient un métal impur en réduisant l'oxyde de molybdène par le carbone.

Jusqu'à la fin duXIX^esiècle, le molybdène ne fut que très peu utilisé en dehors des laboratoires. Quand l'aciériste françaisSchneiderremarqua les propriétés desalliagesd'acierau molybdène, il les utilisa dans la réalisation deblindages.

Pendant laPremière Guerre mondiale,les Alliésont entendu que la pièce d'artillerie allemande appelée la «Grosse Bertha» contenait du molybdène comme composant essentiel de son acier. Le renseignement était faux, mais l'étude de l'influence de ce métal sur les propriétés de l'acier était lancée.

Propriétés

Cylindre de molybdène.

Le molybdène est unmétal de transition.Le métal pur est d'aspect blanc métallique et il est très dur. Il a été souvent confondu avec du minerai de graphite et degalène.Il a un haut module d'élasticité et seuls letungstèneet letantale,des métaux plus aisément disponibles, ont despoints de fusionplus élevés.

C'est un agent d'alliage valable, car il contribue à latrempabilitéet à la dureté des aciers éteints et gâchés. Il améliore également la résistance de l'acier aux températures élevées. Du molybdène est employé en alliages,électrodesetcatalyseurs.

Isotopes

Le molybdène pos sắc de 33isotopesconnus, denombre de massevariant entre 83 et 115, et huitisomères nucléaires.Parmi ces isotopes, sixstables,⁹²Mo,⁹⁴Mo,⁹⁵Mo,⁹⁶Mo,⁹⁷Mo et⁹⁸Mo, constituent avec unradionucléide primordial(demi-viede 1 × 10¹⁹années),¹⁰⁰Mo, l'intégralité du molybdène naturellement présent, le plus abondant étant⁹⁸Mo (24,14 %).

Tous les isotopes stables sont cependant théoriquement capables defission spontanée,bien que cette dernière n'ait été observée dans aucun des cas. De même,⁹²Mo et⁹⁸Mo sont soupçonnés d'être faiblement radioactifs, se désintégrant pardouble émission bêta β,respectivement en⁹²Zret⁹⁸Ruavec des demi-vies supérieures à 1,9 × 10²⁰années et1 × 10¹⁴années^{[Information douteuse]},mais encore une fois, de telles désintégrations n'ont encore jamais été observées. On attribue au molybdène une masse atomique standard de 95,95(1)u.

Utilisation

• L'addition d'une faible quantité de molybdène durcit l'acier. Plus des deux tiers de la production de molybdène sont utilisés dans les alliages. L'utilisation du molybdène grimpa en flèche pendant laPremière Guerre mondiale,lorsque la demande pour letungstènerendit celui-ci rare et que les alliages haute résistance étaient très demandés.

Le molybdène est encore utilisé de nos jours dans les alliages haute résistance et les aciers haute température. Des alliages spéciaux contenant du molybdène, comme l'Hastelloy,sont résistants et ne se corrodent pas à température élevée.

• L'addition d'une faible quantité de molybdène (1 %) durcit l'uranium métal. Il a notamment été utilisé pour fabriquer le combustible des premiersréacteurs nucléaires graphite gazd'EDF dans lesannées 1960.
• Le molybdène est utilisé dans certaines parties d'avions et de missiles, et également comme filament. On utilise le molybdène commecatalyseur,particulièrement dans l'industrie pétrolière, pour éliminer les composés organiques soufrés dupétrole.Les catalyseurs d'oxyde mixte à base de molybdène sont utilisés pour des réactions d'oxydation sélective. Les applications typiques sont l'oxydation du propane, du propylène ou de l'acroléine à l'acide acrylique.Il entre aussi dans la composition de l'acier inoxydableutilisé dans le milieu marin, pour sa forte résistance à la corrosion chimique.
• Le⁹⁹Mo est unradioisotopeutilisé dans l'industrie, en tant que précurseur du^99mTc (médecine nucléaire).
• Le molybdène est utilisé en alliage comme support dusiliciumpour la réalisation desemi-conducteursde puissance, grâce aux coefficients dedilatationtrès voisins de ces deux matériaux. Il est également utilisé pour les revêtements,les miroirs spéciauxet les cellules solaires.
• Les oranges de molybdène sont despigmentsde la gamme de l'orange moyen au rouge-orangé vif, utilisés dans les peintures, les encres, les plastiques et les caoutchoucs.
• Ledisulfure de molybdèneest un bonlubrifiant,particulièrement à haute température.
• Le molybdène est couramment utilisé en laboratoire comme cible dans lestubes à rayons Xpour ladiffractionsurmonocristal.La raie K$\ Alpha$du molybdène a pourlongueur d'ondemoyenne 0,070 926nm.
• Lesanodesdestubes à rayons Xutilisés enmammographiesont le plus souvent faites de molybdène, son spectre de raies étant idéal pour visualiser le contraste des parties molles.
• On utilise le molybdène en faible quantité dans lefartde skis et de snowboards.
• Le molybdène, souvent appelé « moly », est utilisé dans l'industrie comme élément chauffant pour les fours sous vide ou ambiance gazeuse à haute température. Il est conseillé de l'utiliser pour les pièces composées detitaneou d'alliage titane, en lieu et place des éléments chauffants en graphite qui polluent la pièce par dépôt d'éléments graphites lors de l'opération de traitement thermique. Le molybdène est cependant fragile en industrie du fait des changements rapides de température et de pression qui engendrent des grossissements de grains et rendent la pièce cassante. De plus, il semblerait qu'en pratique, 25 % d’énergie supplémentaire soit nécessaire afin d'obtenir la même température au sein du four en cas d'utilisation de molybdène. Celui-ci est également plus coûteux à l'achat et en pièce de remplacement. L'élément graphite ne peut être utilisé en cas de température trop élevée combinée à une pression trop basse afin d'éviter de dépasser la tension de vaporisation au risque de retrouver tout le graphite aggloméré dans la zone froide du four.

Le molybdène est un élément important pour l'alimentation des plantes et on le trouve dans certaines enzymes comme laxanthine oxydase,lanitrate réductaseou lanitrogénase.

On le trouve également dans les alliages dentaires (pour la réalisation de couronnes, bridges, ou châssis métalliques) à base denickel-chromeetcobalt-chrome.

Dans les années 1980, le molybdène était considéré comme l'une des huitmatières premières stratégiquesindispensables en temps de guerre comme en temps de paix. Avec legermanium(électronique avancée), letitane(sous-marins de chasse, alliage extrêmement résistant), lemagnésium(explosifs), leplatine(contacts aussi conducteurs que l'orpour l'aviation, circuits avec contacts rapides), lemercure(chimie nucléaire, instruments de mesure), lecobalt(chimie nucléaire) et leniobium(alliages spéciaux extrêmement rares).

Gisements

Bien que l'on trouve du molybdène dans des minéraux tels que lawulfénite(PbMoO₄) ou lapowellite(CaMoO₄), la principale source commerciale de molybdène est lamolybdénite(MoS₂).

Le molybdène est miné directement et est aussi un sous-produit de l'exploitation minière ducuivre;laconcentrationde molybdène dans ce minerai est comprise entre 0,01 et 0,5 %.

Près de la moitié de la production minière de molybdène provient desÉtats-Unis.

Durant laSeconde Guerre mondiale,le molybdène était importé du Portugal par les Allemands.

Le molybdène se retrouve dans de nombreux composés, y compris d'origine extra-terrestre, comme l'hexamolybdèneretrouvé en occurrences uniques sur les météorites d'Allendeet d'Erfoud(NWA 1934 CV3), (puis synthétisé en laboratoire).

Commerce

En 2014, la France est nette importatrice de molybdène, d'après les douanes françaises. Le prix moyen à la tonne à l'import était de 9 600€.Enfévrier 2018,le cours moyen était de 16 000$la tonne.

Voir aussi

Articles connexes

• Métal réfractaire

Liens externes

• BRGM,«Panorama 2010 du marché du molybdène, octobre 2011»[PDF]
• «Pictures, stories, and facts about the element Molybdenum in the Periodic Table», surperiodictable(consulté le6 mars 2023),images du molybdène sous différentes formes, avec en sous-pages les données connues pour chaque isotope.

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