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Le secret du molybdène : pourquoi a-t-il le sixième point de fusion le plus élevé de la nature ?
Le molybdène est un élément chimique de symbole Mo et de numéro atomique 42. C'est un métal aux propriétés extraordinaires. "Μόλυβδος" en grec ancien signifie plomb, et le minerai de molybdène est souvent confondu avec le minerai de plomb, d'où son nom. Bien qu'il y ait eu une certaine compréhension du minerai de molybdène dans l'histoire, ce n'est que lorsque le chimiste suédois Carl William Scheer a découvert le molybdène en 1778 que ce nouvel élément a été clairement distingué. Plus tard, en 1781, Peter Jacob Helm isola pour la première fois du molybdène métallique.
Le molybdène est un métal qui n'apparaît pas à l'état libre dans la nature, mais existe à l'état oxydé dans ses minerais. Son état métallique apparaît gris argenté.
En ce qui concerne les propriétés du molybdène, l’une des plus frappantes est son point de fusion. Le molybdène a un point de fusion de 2 623 °C, ce qui en fait le sixième élément ayant le point de fusion le plus élevé dans la nature, après le tantale, l'osmium, le tungstène et le carbone. La raison pour laquelle le point de fusion du molybdène métallique est si élevé est étroitement liée à sa structure atomique, à sa méthode de liaison et à l'interaction entre les métaux.
Propriétés physiques et chimiques du molybdène
Le molybdène est un métal de transition d'une dureté moyenne sur l'échelle du marteau, avec une dureté d'environ 5,5 (dureté Mohs). Son poids atomique est de 95,95 g/mol. À température ambiante, le molybdène ne réagit pas de manière significative avec l'oxygène ou l'eau, mais à des températures plus élevées, des réactions d'oxydation peuvent se produire. Lorsqu'il est chauffé à 300°C, le molybdène commence à subir une faible oxydation, et au-dessus de 600°C, une réaction d'oxydation plus violente se produit pour produire du trioxyde de molybdène.
En raison de son point de fusion élevé et de son extrême stabilité thermique, le molybdène est devenu un composant important des alliages d'acier, en particulier des alliages à haute résistance et résistants aux températures élevées.
Rôles biologiques et chimiques du molybdène
Le molybdène n'est pas seulement un métal, il joue également un rôle important en biologie. Le molybdène est un composant essentiel de certaines enzymes impliquées dans la rupture des liaisons chimiques de l'azote moléculaire dans l'atmosphère et est l'un des catalyseurs les plus courants dans la fixation biologique de l'azote. De plus, le molybdène est un élément essentiel pour tous les eucaryotes supérieurs, y compris les humains.
Applications du molybdène
La quantité de molybdène utilisée dans les alliages représente environ 86 % de la production mondiale de molybdène. La résistance à haute température et à la corrosion de son métal en fait un matériau idéal pour les équipements militaires, les pièces d'avions, les moteurs industriels et d'autres domaines. Le molybdène est très demandé, en particulier dans les alliages d'acier à haute résistance, qui sont souvent utilisés pour fabriquer des produits extrêmement résistants à la chaleur et à l'usure.
Par exemple, dans la fabrication militaire, le molybdène est utilisé comme matériau pour les tuyères de fusées car il peut résister à une chaleur et une pression extrêmement élevées.
Origine et production
Le molybdène est le 54ème élément le plus abondant dans la croûte terrestre, avec une teneur moyenne d'environ une partie par million. À l’échelle mondiale, le molybdène est principalement extrait du minerai de molybdène (MoS2), les plus grands producteurs étant la Chine, les États-Unis et le Chili. Selon les données, la production mondiale de molybdène en 2011 était de 250 000 tonnes, dont environ 94 000 tonnes en Chine.
Perspectives futures
À mesure que la demande de matériaux métalliques tels que le titane et le tungstène augmente, le potentiel de marché du molybdène augmente également, en particulier dans les domaines de haute technologie tels que l'aviation, l'aérospatiale et l'énergie nucléaire. Les progrès technologiques futurs pourraient élargir davantage les domaines d’application du molybdène.
Cependant, face à un métal à point de fusion aussi élevé, le molybdène peut-il jouer un rôle plus important dans la future science des matériaux ?
