鉬和鎢的基本性質(zhì)
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-06-17
鉬和鎢在化學(xué)上是相似的，雖然它們各種類型的化合物之間有差別，但是不容易解釋。因此，一些相同類型的化合物對(duì)許多試劑的反應(yīng)有顯著的差別；例如MO（CO）6與乙酸反應(yīng)生成二乙酸鹽，而W（CO）6則無此反應(yīng)。
除具有π－酸配位體的化合物以外，對(duì)鉻大部分沒有相似之處。二價(jià)狀態(tài)對(duì)Cr來說已有肯定的解釋，但對(duì)Mo和W來說除在強(qiáng)M—M鍵合的化合物以外還不很知道，同時(shí)CrⅢ在它的絡(luò)合物中的高穩(wěn)定性而Mo或W的化學(xué)中對(duì)應(yīng)絡(luò)合物則沒有。對(duì)于較重的元素其較高氧化態(tài)更普遍和更穩(wěn)定不易被還原。
Mo和W除多種氧化態(tài)以外，都有多樣的立體化學(xué)，同時(shí)它們的化學(xué)是在過渡元素中最復(fù)雜的。鈾有時(shí)與Mo，W歸在第Ⅵ族，雖然常常有點(diǎn)表面的類似同時(shí)確實(shí)有一些根據(jù)，這三個(gè)元素形成揮發(fā)的六氟化物，鹵氧化物和含氧陰離子，它們?cè)谀承┓矫媸窍嗨频呐c硫族相比，除了化學(xué)計(jì)量上有相似性以外，（例如SeF6，WF6，SO42-，MoO42-），幾乎沒有相似之處，而這樣的比較也是無益的。
鉬是生理活性的過渡元素之ー。已認(rèn)為它是動(dòng)物飲食中所必需的微量元素，但其作用和含量的最低水平?jīng)]有確定。已肯定固氮菌利用含有Mo和Fe的酶。近來已得到這種酶（或酶的一部分）純的晶體。一個(gè)分子亞單位似乎具有分子量為270000到300000道爾頓，同時(shí)含有兩個(gè)Mo原子和四十個(gè)Fe原子，這種蛋白質(zhì)與僅含鐵的另一種蛋白質(zhì)結(jié)合在一起才具有催化N2和其它被酶作用物的還原能力。在化學(xué)上和結(jié)構(gòu)上細(xì)節(jié)尚屬未知。
近來模仿固氮酶已設(shè)計(jì)一些模型體系，但酶的活性，其效率的水平相當(dāng)?shù)?。只有在附加的含F(xiàn)e蛋白質(zhì)（假定它作為電子傳遞系統(tǒng)）和按化學(xué)計(jì)量的三磷三腺苷（ATP）存在的情況下固氮酶才有活性。因此這模型體系包括了Mo，F(xiàn)e，硫代化合物及一個(gè)還原劑，例如BH4-或Na2S2O4和ATP。在大氣壓下能緩慢還原N2到氨的最有效的模型體系是一個(gè)含有（毫摩×1000），Na2MoO4（60），F(xiàn)eSO4（1），NaBH4（390）和2－胺基乙烷硫醇（60）或牛血清白蛋白（帶有SH基團(tuán)的蛋白質(zhì)）。在強(qiáng)堿溶液中Mo3+Mg2+和Ti3+的混合物將N2還原到聯(lián)氨。這個(gè)體系也能還原乙炔，它已被用在作類固氮酶活性的試驗(yàn)。
關(guān)于存在（蘊(yùn)藏量約10（-4次方）％），金屬的冶煉和性質(zhì)等方面，鉬和鎢明顯地相似。
鉬主要以灰鉬礦MoS2存在，但是也以鉬酸鹽如PbMoO4（鉬鉛礦）和 MgMoO4形式存在。發(fā)現(xiàn)鎢幾乎只有鎢酸鹽形式，其中主要的一類是鎢錳鐵礦（同晶形物質(zhì)FeWO4和MnWO4的一種固溶體和（或）混合物）白鎢礦CaWO4，和鎢酸鉛礦PbWO4。
在礦中的少量MoS2用泡沫浮選法富集，將富集物轉(zhuǎn)化為MoO3，純化后用H2還原成金屬。必須避免用碳還原，因?yàn)檫@樣產(chǎn)生碳化物而不是金屬。
鎢礦用機(jī)械的和磁選的方法使其富集，富集物用NaOH熔融化學(xué)浸取。冷卻的熔融物用水浸出得到鎢酸鈉溶液，酸化此溶液得到WO3水化物的沉淀。干燥水合氧化物并用H2還原得到金屬。
最初得到的是粉末狀的金屬，兩個(gè)都是暗灰色，但當(dāng)用熔融方法將其轉(zhuǎn)變成塊狀時(shí)，則是有光澤的銀白色物質(zhì)具有典型的金屬外表和性質(zhì)。它們的導(dǎo)電性大約是銀的30％，它們有很高的難熔性，Mo熔點(diǎn)2610℃鎢熔點(diǎn)3410℃。
兩個(gè)金屬都不容易被酸侵鎮(zhèn)，濃HNO3開始侵蝕鉬，但是金屬表面馬上被鈍化了。兩個(gè)金屬都能夠溶解但是鎢只緩慢進(jìn)行在濃HNO3及HF的混合物中，堿性的氧化劑如熔融的KNO3－NaOH或Na2O2很快地侵蝕它們，但含水的強(qiáng)堿則對(duì)它沒有作用。
兩個(gè)金屬在常溫下對(duì)氧都是惰性的，但在紅熱情況下，它們與氧容易化合產(chǎn)生三氧化物。加熱時(shí)它兩者都與氯化合，但是在室溫它們能被氟侵蝕，產(chǎn)生六氟化物。
兩個(gè)金屬主要的用于合金鋼的生產(chǎn)；甚至加入少量也能很好的增加硬度和強(qiáng)度。“高速”鋼就含有W和Cr，用于制造切割工具，甚至在紅熱情況下也能保留其硬度。鎢也廣泛地用于燈絲。元素在高溫下與硼，碳氮或硅直接反應(yīng)得到硬的難熔的及化學(xué)惰性的間充式化合物。碳化鎢用作尖端切割工具等等。
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