Molybdänit
Molybdänit, veraltet auch als Molybdänglanz, Eutomglanz oder Wasserblei[5] bekannt, ist ein häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“. Es kristallisiert im hexagonalen Kristallsystem mit der Zusammensetzung MoS2, ist also chemisch gesehen ein Molybdändisulfid bzw. Molybdän(IV)-sulfid.
| Molybdänit | |
|---|---|
 | |
| Allgemeines und Klassifikation | |
| Chemische Formel | MoS2 |
| Mineralklasse (und ggf. Abteilung) |
Sulfide |
| System-Nr. nach Strunz und nach Dana |
2.EA.30 (8. Auflage: II/D.25) 02.12.10.01 |
| Ähnliche Minerale | Graphit |
| Kristallographische Daten | |
| Kristallsystem | hexagonal |
| Kristallklasse; Symbol | dihexagonal-dipyramidal; 6/m 2/m 2/m |
| Raumgruppe | P63/mmc (Nr. 194)[1] |
| Gitterparameter | a = 3,16 Å; c = 12,30 Å[2] |
| Formeleinheiten | Z = 2[2] |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mohshärte | 1 bis 1,5[3] |
| Dichte (g/cm3) | gemessen: 4,62 bis 4,73; berechnet: 4,998[3] |
| Spaltbarkeit | vollkommen nach {0001}[3] |
| Bruch; Tenazität | unelastisch biegsam, mild[4] |
| Farbe | bleigrau bis blauviolett |
| Strichfarbe | dunkelgrau bis grünlichgrau[4] |
| Transparenz | undurchsichtig |
| Glanz | Metallglanz |
| Magnetismus | paramagnetisch |
| Kristalloptik | |
| Pleochroismus | extremer Reflexionspleochroismus |
| Weitere Eigenschaften | |
| Chemisches Verhalten | schwer schmelzbar, in Säuren schwer löslich |
| Besondere Merkmale | diamagnetisch |
Molybdänit findet sich meist in Form von krummblättrigen, schuppigen bis massigen Aggregaten von bleigrauer bis blauvioletter Farbe, entwickelt aber selten auch sechseckige, tafelige Kristalle.
Das seltene Element Rhenium kommt immer in geringer Konzentration (von ppm bis 1 bis 2 %) anstelle des Molybdäns vor. Zusätzlich finden sich häufig Beimengungen von Silber und Gold.
Etymologie und Geschichte
Molybdänit wurde nicht nach seinem chemischen Bestandteil Molybdän benannt, sondern nach dem griechischen Wort μόλυβδος mólybdos bzw. μόλιβος mólibos „Blei“, das schon im Mykenischen Griechisch als mo-ri-wo-do /moliu̯dos/ überliefert ist.[6]
Klassifikation
In der alten Systematik der Minerale (8. Auflage) nach Strunz ist Molybdänit noch in der Mineralklasse und -abteilung der „Sulfide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall (M) : Schwefel (S) (Selen, Tellur) < 1 : 1“ einsortiert.
Die Mineralklasse blieb auch in der neuen Systematik der Minerale (9. Auflage) gleich. Allerdings wurden die Minerale dieser Klasse teilweise neu definiert und die Abteilungen feiner aufgeteilt. Molybdänit befindet sich seitdem in der Abteilung „Metallsulfide mit M : S ≥ 1 : 2“ und der Gruppe „M : S = 1 : 2; mit Cu, Ag, Au, Ni, Sn, Platin-Gruppen-Elemente (PGE), Mo, W“
In der Systematik der Minerale nach Dana steht Molybdänit in der Abteilung „Sulfides - Including Selenides and Tellurides where Am Bn Xp, with (m+n):p=1:2“ (Übersetzung: Sulfide, Selenide und Telluride mit Am Bn Xp und dem Stoffmengenverhältnis (m+n):p=1:2, wobei A,B = Kationen und X = Anionen der Verbindung)
Kristallstruktur
Von Molybdänit sind bisher zwei Polytypen bekannt:
- Molybdänit-2H kristallisiert hexagonal in der Raumgruppe P63/mmc (Raumgruppen-Nr. 194) mit den Gitterparametern a = 3,16 Å und c = 12,30 Å sowie 2 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[2]
- Molybdänit-3R kristallisiert trigonal in der R3m (Nr. 160) mit den Gitterparametern a = 3,17 Å und c = 18,41 Å sowie 3 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[2]
Die Kristallstruktur von Molybdänit ähnelt der von Graphit, wobei allerdings statt der einzelnen Graphitschichten wechselnde Schichten von Molybdän- und Schwefelteilchen vorliegen, die leicht gegeneinander verschiebbar sind.
Eigenschaften
Molybdänit ist in Aussehen und Härte dem Graphit sehr ähnlich, unterscheidet sich aber von diesem in der Strichfarbe, die beim Graphit schwarz bis stahlgrau, beim Molybdänit jedoch grünlichgrau bis bläulichgrau ist. Molybdänit fühlt sich zudem fettig an und färbt ab.[7]
Das Mineral hat eine Mohshärte von 1 bis 1,5 und eine Dichte von 4,7 bis 4,8 g/cm3. Es ist normalerweise undurchsichtig, sehr dünne Blättchen sind jedoch durchscheinend und unter Infrarot-Licht durchsichtig.
Molybdänit lässt sich nur schwer schmelzen. Vor dem Lötrohr ist er sogar unschmelzbar, färbt aber die Flamme gelblichgrün (zeisiggrün). In Säuren ist das Mineral nur schwer löslich.
Wie Graphit ist Molybdänit ein Halbleiter und diamagnetisch.[8]
Modifikationen und Varietäten
Die Verbindung MoS2 ist dimorph und kommt neben dem hexagonal kristallisierenden Molybdänit noch als amorpher Jordisit in der Natur vor.
Bildung und Fundorte
Molybdänit bildet sich entweder in magmatischen Gesteinen wie Aplit, Granit und Pegmatit oder durch hydrothermale Vorgänge in hochthermalen Ganglagerstätten sowie als Imprägnation in porphyrischen Molybdän-Lagerstätten („disseminated porphyry copper ores“). Begleitminerale sind unter anderem Chalkopyrit und andere Kupfersulfide sowie Fluorit, Pyrit, Quarz und Scheelit.
Fundorte sind unter anderem Afghanistan; mehrere Regionen in Argentinien; viele Regionen in Australien; Brabant, Lüttich und Luxemburg in Belgien; Altenberg, Zinnwald und Ehrenfriedersdorf (Erzgebirge) in Deutschland; Horní Slavkov, Krupka und Štachlovice in Tschechien; Finnland; Traversella und Macchetto in Italien; mehrere Regionen in Norwegen; bei Nertschinsk (Region Transbaikalien) in Russland; Grönland; viele Regionen in Österreich; und viele Orte in Nordamerika, z. B. Climax im US-Bundesstaat Colorado.[9]
Verwendung
Molybdänit ist das wichtigste Erzmineral zur Gewinnung von Molybdän. Sieht man vom extrem seltenen Rheniit ab, ist Molybdänit das einzige Mineral mit einer lohnenden Rheniumkonzentration, so dass er auch die wichtigste Rheniumquelle darstellt.
Neben Graphit ist er das wichtigste Mineral zur Herstellung von mineralischen Schmiermitteln (Festschmierstoffen).
Nachdem bisher vor allem Silicium und Graphen als Transistormaterial für Mikrochips bekannt waren, könnte nach bisherigen Forschungsergebnissen einer Schweizer Forschungsgruppe um Andras Kis von der ETH Lausanne zukünftig auch Molybdänit diese Aufgabe übernehmen. Dieser soll ähnlich wie Graphen in nur einer Atomlage herzustellen sein. Bei einer Schichtdicke von nur 0,65 nm soll er dennoch die gleiche Elektronenbeweglichkeit wie eine Siliciumschicht von 2 nm aufweisen. Die Energieeffizienz soll dagegen sogar um den Faktor 100.000 höher sein. Im Gegensatz zum Graphen, bei dem die für Halbleiter notwendige Bandlücke für das An- und Ausschalten eines Transistors künstlich erzeugt werden muss, ist sie beim Molybdänit bereits vorhanden.[10][11]
Siehe auch
Literatur
- Paul Ramdohr, Hugo Strunz: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. 16. Auflage. Ferdinand Enke Verlag, 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 467 bis 468.
- Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien Enzyklopädie. Nebel Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0, S. 48.
Weblinks
Einzelnachweise
- American Mineralogist Crystal Structure Database (englisch)
- Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System. 9. Auflage. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 102.
- Molybdenite, In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 62,6 kB)
- Hans Jürgen Rösler: Lehrbuch der Mineralogie. 5. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2002, ISBN 3-8274-1344-3, S. 336.
- Jörg Mildenberger: Anton Trutmanns 'Arzneibuch', Teil II: Wörterbuch, Würzburg 1997 (= Würzburger medizinhistorische Forschungen, 56), Band V, S. 2251f.
- Webmineral – Molybdenite (englisch)
- Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7. Auflage. Springer Verlag, Berlin 2005, ISBN 3-540-23812-3, S. 38.
- Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher (Hrsg.): Lexikon der Chemie, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2001.
- Fundortliste für Molybdänit beim Mineralienatlas und bei Mindat
- Tec Channel – Molybdänit sticht Silizium und Graphen aus; Neues Transistormaterial für effizientere CPUs
- Energie & Technik – Schweizer Forscher weisen Silizium-Alternative nach; Molybdänit: Transistor der Zukunft?