Molybdène
Le molybdène est un élément chimique de symbole Mo et de numéro atomique 42. Son nom vient du latin néo-latin molybdaenum, lui-même issu du grec ancien μόλυβδος (mólybdos), qui signifie « plomb », car ses minéraux étaient autrefois confondus avec ceux du plomb. Les minéraux contenant du molybdène sont connus depuis l’Antiquité, mais l’élément a été identifié comme une substance distincte en 1778 par Carl Wilhelm Scheele.
Identité
- Masse atomique
- 95.951 u
- Catégorie
- Métaux de transition
- Groupe
- 6
- Période
- 5
- Bloc
- d
- États d'oxydation
- +2, +3, +4, +5, +6
- État physique (à 25 °C)
- Solide
- Apparence
- gris métallisé
Structure électronique
- Configuration électronique
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d5
- Configuration abrégée
- [Kr] 4d5 5s1
- Électrons par couche
- 2, 8, 18, 13, 1
- Électronégativité (Pauling)
- 2.16
- Affinité électronique
- 72.1 kJ/mol
- 1ʳᵉ énergie d'ionisation
- 684 kJ/mol
- Énergies d'ionisation
- 684 · 1560 · 2618 · 4480 · 5257… kJ/mol
Propriétés physiques
- Point de fusion
- 2622.8 °C (2896 K)
- Point d'ébullition
- 4638.9 °C (4912 K)
- Densité
- 10.28 g/cm³
- Capacité thermique molaire
- 24.1 J/(mol·K)
Comportement chimique de l'molybdène
Le molybdène est un métal de transition du groupe 6, de symbole Mo et de numéro atomique 42. C'est un métal dur gris argenté avec un point de fusion exceptionnellement élevé (2623 C) et une bonne résistance à la corrosion. Ses états d'oxydation vont de +2 à +6, +6 étant le plus stable. Il durcit les aciers, lubrifie sous forme de sulfure et catalyse les procédés de carburant et chimiques.
Réactivité
Mo + 3 Cl2 -> MoCl6
Le molybdène réagit avec le chlore pour former l'hexachlorure de molybdène, solide blanc qui est le composé le plus stable.
Mo + 2 NH4VO3 -> MoS2 + ... (few reactions at room temperature)
Le molybdène est relativement inerte à température ambiante, mais réagit avec l'oxygène et les acides à température élevée.
Composés notables
| Composé | Formule | Utilisation ou importance |
|---|---|---|
| Disulfure de molybdène | MoS2 | Lubrifiant solide ; utilisé dans les graisses et les revêtements industriels |
| Trioxide de molybdène | MoO3 | Solide blanc ; précurseur de composés du molybdène et matériau pour condensateurs |
| Fluorure de molybdène(V) | MoF5 | Solide blanc ; utilisé dans les réactifs d'électrolyse et dans les étapes de purification |
Distribution de la couche électronique
Afficher dans le générateur d'atomesIsotopes
Le molybdène naturel a sept isotopes : le molybdène-98 (24,1 %), le molybdène-96 (16,7 %), le molybdène-95 (15,9 %), le molybdène-92 (14,8 %), le molybdène-94 (9,3 %), le molybdène-97 (9,6 %) et le molybdène-100 (9,6 %). Le molybdène-100 est légèrement radioactif avec une demi-vie immense. Le molybdène-98/100 alimente les générateurs de technétium-99m via le molybdène-99.
Occurrence et production
Élément trace de la croûte (1-2 ppm) sous forme de molybdénite (MoS2), de wulfénite et de powellite. Les principales ressources se trouvent en Chine, aux États-Unis, au Chili et au Pérou. Une grande part de la production provient du raffinage du cuivre comme sous-produit, torréfié du sulfure en oxyde puis réduit en métal.
Histoire et origine du nom
Carl Wilhelm Scheele reconnut en 1778 que la molybdénite était un nouvel élément distinct du graphite et des minerais de plomb. Peter Jacob Hjelm isola un métal impur en 1781. Le nom vient du grec molybdos (plomb), pour la ressemblance de ses minerais avec les minéraux de plomb.
Applications et importance de l'molybdène
Utilisations de l'élément
Environ 80 % va dans les aciers : aciers à haute résistance et faible teneur en alliage, inoxydables et à outils pour pipelines, structures, forets et matrices. Le métal pur sert aux pièces de four, aux éléments chauffants, aux électrodes et aux couches minces nécessitant une résistance à la chaleur.
Utilisations de ses composés
Le disulfure lubrifie là où les huiles échouent ; les oxydes et les molybdates catalysent l'hydrotraitement des carburants ; les molybdates inhibent la corrosion et fournissent le micronutriment essentiel ; les pigments colorent les céramiques.
Santé, sécurité et environnement
Rôle biologique
Le molybdène est un micronutriment essentiel : il est au centre d'enzymes telles que la xanthine oxydase, la sulfite oxydase et l'aldéhyde oxydase chez l'humain, plus les auxiliaires de la nitrogénase chez les plantes et les microbes. Les besoins sont minuscules ; la carence est rare. Des apports très élevés perturbent le métabolisme du cuivre.
Sécurité
Le métal est stable et de faible toxicité, mais la poussière de trioxyde de molybdène et les molybdates solubles irritent les yeux et les voies respiratoires. La métallurgie des poudres nécessite une ventilation et un contrôle des poussières. Les sels solubles sont nocifs à fortes doses ingérées.
Environnement
L'extraction et la torréfaction doivent contrôler les poussières, les gaz sulfureux et les lixiviats. Le molybdène est persistant mais généralement peu dangereux aux niveaux ambiants ; le recyclage des déchets d'alliage récupère une grande part du métal.
Questions fréquentes sur l' Molybdène
Pourquoi un peu de molybdène rend-il l'acier beaucoup plus résistant ?
Il forme des carbures fins qui bloquent les joints de grains et conservent la dureté pendant le traitement thermique. De petites additions augmentent la résistance, la trempabilité et les performances à haute température sans beaucoup de carbone. D'où les aciers pour pipelines, structures et outils réglés par laminage et revenu.
Pourquoi le molybdène est-il utilisé dans les catalyseurs chimiques ?
Avec le cobalt ou le nickel, il hydrotraite les flux pétroliers, éliminant le soufre et les impuretés avec l'hydrogène. Il anime aussi des étapes d'oxydation et de métathèse. L'activité dépend de la composition, de la structure et des conditions, donc il est intégré à des supports de catalyseur adaptés.
Quel rôle le molybdène joue-t-il dans les enzymes vivantes ?
Il siège au centre actif d'enzymes catalysant des étapes de l'azote, du soufre et du carbone. L'humain l'utilise dans les xanthine et sulfite oxydases ; les plantes et les microbes dans la chimie du nitrate et de l'azote. La fonction nécessite le métal intégré dans un cofacteur, pas le métal nu.
Comment le molybdène aide-t-il les outils résistants à l'usure ?
Dans les aciers à outils et les matériaux durs, il rejoint des carbures qui conservent la dureté sous le travail à chaud. Cela convient aux forets, matrices et outils d'usinage. La proportion est réglée : les outils pour travail à chaud ont besoin d'un équilibre différent de celui des outils de coupe de précision.
Pourquoi le disulfure de molybdène est-il un si bon lubrifiant ?
Son cristal est fait de feuilles de Mo entre des couches de soufre qui glissent facilement les unes sur les autres, comme le graphite. Il lubrifie dans le vide, la chaleur ou la charge où les huiles se dégradent. Utilisé dans les graisses, les pâtes et les revêtements pour l'aérospatiale, l'automobile et les installations lourdes.
Qu'est-ce qui rend le molybdène utile dans les fours ?
Un point de fusion très élevé et une bonne résistance à chaud conviennent aux pièces de four, aux chauffages et aux supports. Mais le molybdène chaud s'oxyde vite dans l'air, donc les services nécessitent le vide, un gaz protecteur ou des revêtements. La température, l'atmosphère et la charge décident du choix.
Pourquoi le molybdène est-il utilisé dans les électrodes et l'électronique ?
Un point de fusion élevé, une conductivité utile et une faible pression de vapeur à chaud conviennent aux électrodes, aux contacts et aux empilements de couches minces. La pureté, le dépôt et la compatibilité avec les voisins déterminent les performances du dispositif, car les interfaces dominent.
Principales sources consultées : PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Dernière révision : novembre 2026.