Wolfram

Wolfram

tantal ← wolfram → ren
Mo ↑ W ↓ Sg 74 W
Wygląd
stalowoszary
Widmo emisyjne wolframu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	wolfram, W, 74 (łac. wolframium)
Grupa, okres, blok	6, 6, d
Stopień utlenienia	II, III, IV, V, VI
Właściwości metaliczne	metal przejściowy
Właściwości tlenków	średnio kwasowe
Masa atomowa	183,84 ± 0,01
Stan skupienia	stały
Gęstość	19,3×103 kg/m³
Temperatura topnienia	3410–3422 °C
Temperatura wrzenia	5555–5900 °C
Numer CAS	7440-33-7
PubChem	23964
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny 135 (obl. 193) pm 146 pm Konfiguracja elektronowa [Xe]4f145d46s2 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 32, 12, 2 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 2,36 1,40 Potencjały jonizacyjne I 770 kJ/mol II 1700 kJ/mol III 2300 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 824 kJ/mol Ciepło topnienia 35,4 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 4,27 Pa (3680 K) Konduktywność 18,9×106 S/m Ciepło właściwe 130 J/(kg·K) Przewodność cieplna 174 W/(m·K) Układ krystalograficzny regularny przestrzennie centrowany Twardość • w skali Mohsa 7,5 Prędkość dźwięku 5174 m/s (293,15 K) Objętość molowa 9,47×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 180W 0,12% stabilny izotop z 106 neutronami 181W {syn.} 121,2 dni w.e. 181Ta 182W 26,50% stabilny izotop z 108 neutronami 183W 14,3% stabilny izotop z 109 neutronami 184W 30,64% stabilny izotop z 110 neutronami 185W {syn.} 74,8 dni β− 0,433 185Re 186W 28,6% stabilny izotop z 112 neutronami
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-05] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanej karty charakterystyki Uwaga Zwroty H H315, H319 Zwroty P P305+P351+P338 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła 0 2 3   Numer RTECS YO7175000
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Wolfram (W, łac. wolframium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym.

Nazewnictwo

Nazwa pierwiastka pochodzi od wolframitu, minerału, z którego wolfram został wyodrębniony po raz pierwszy. Dawna nazwa polska „tungsten” pochodzi od szwedzkich słów tung – „ciężki” i sten – „kamień”; nazwa o takiej etymologii używana jest współcześnie w języku angielskim, francuskim i kilku innych. Oznaczenie wolframu symbolem "W" wprowadził Jöns Jacob Berzelius

Odkrycie

Istnienie tego pierwiastka zasugerował pierwszy w 1779 Peter Woulfe, który badał minerał wolframit. Analogiczne sugestie wysunął w 1781 Carl Scheele, który odkrył kwas wolframowy, w minerale znanym obecnie jako szelit. Storbern Bergman doszedł do wniosku, że z kwasu wolframowego można otrzymać metal. Wolfram w stanie czystym jako pierwsi wyodrębnili w 1783 hiszpańscy mineralodzy, José i Fausto Elhuyarowie, poprzez redukcję węglem drzewnym tlenku wolframu (WO₃).

Występowanie

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości 1,25 ppm. Jego najważniejszymi minerałami są szelit CaWO₄ i wolframit (Fe,Mn)WO₄, który ma skład pośredni pomiędzy hübnerytem MnWO₄ a ferberytem FeWO₄. Wolfram zawierają także stolzyt i raspit – oba PbWO₄. Nie występuje w postaci wolnego metalu.

Głównym producentem wolframu są Chiny, odpowiadają one za około 80% światowego wydobycia wolframu i posiadają około dwie trzecie światowych zasobów. Wietnam, Rosja, Kanada i Boliwia zajmują większość pozostałego rynku.

W Europie największym złożem wolframu jest kopalnia Mittersill w Austrii w regionie Hohe Tauert (Wysokie Taury) w rejonie Salzburga w Alpach.

W Polsce wolfram występuje przede wszystkim w rudach molibdenowo-wolframowo-miedziowych w północno-wschodnich krańcach Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, głównie w okolicach Myszkowa. Jest to złoże porfirowe. Możliwość jego eksploatacji badana jest od 2025 r.

Wolfram bywa znajdowany w Sudetach, ale nie udokumentowano tam większych złóż.

Właściwości

Wolfram jest ciemnoszarym metalem. Bardzo czysty wolfram jest ciągliwy i łatwy w obróbce, natomiast z niewielkimi domieszkami węgla jest twardy i kruchy. Jest ogniotrwały, ma najwyższą temperaturę topnienia i wrzenia ze wszystkich znanych pierwiastków. W temperaturze poniżej 0,0012 K (a w postaci cienkiej warstwy poniżej 4 K) jest nadprzewodnikiem. Dzięki pasywacji jest odporny na działanie, wody, zasad, nawet wody królewskiej.

Jest odporny na działanie kwasów, z wyjątkiem mieszaniny stężonych kwasów azotowego i fluorowodorowego. Utleniacze powodują jego pasywację, jednak roztwarza się w stopionych alkaliach w obecności utleniaczy, np. KNO₃ lub KClO₃ z wytworzeniem wolframianów, np. K₂WO₄. Na powietrzu utlenia się jedynie na gorąco (w temperaturze czerwonego żaru) tworząc WO₃. W jeszcze wyższej temperaturze, >1500 °C reaguje z chlorem, fluorem i azotem. W temperaturze pokojowej ulega działaniu fluorku chloru:

W + 6ClF → WF₆ + 3Cl₂

Zastosowanie

Wolfram stosowany jest jako dodatek stopowy do wysokogatunkowej stali, z jego stopów sporządza się elektrody lamp elektronowych i rentgenowskich, włókna żarowe itp. Węglik wolframu dzięki dużej twardości służy do wyrobu materiałów ściernych i narzędzi – jest głównym składnikiem widii. Ze względu na wysoką twardość i gęstość jest używany do produkcji rdzeni podkalibrowych pocisków przeciwpancernych oraz kompozytowych pocisków pełnokalibrowych, zewnętrznych części samolotów, elementów samochodów. Jest też wykorzystywany przy produkcji przewodów i kontaktów elektrycznych oraz rzutek do darta.

Ze względu na bardzo zbliżoną gęstość wolframu do złota (oba 19,3 g/cm³), metal ten wykorzystywany jest także do podrabiania złotych sztabek i monet bulionowych.