74 W 183.84

Вольфрам

Переходный металл Wolframium твёрдое

[Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s² · 2 · 8 · 18 · 32 · 12 · 2

← Ta Тантал Re Рений →

Металл с самой высокой температурой плавления из всех — 3695 K — и самым высоким пределом прочности при высокой температуре. Вольфрам светил человечеству весь XX век в нитях ламп накаливания.

3D-модель

Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.

Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб

Атомные свойства

Атомный номер: 74
Атомная масса: 183.84 а.е.м.
Электронная конфигурация: [Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s²
Электроны по оболочкам: 2 · 8 · 18 · 32 · 12 · 2
Блок: d-блок
Группа: Подгруппа хрома
Период: 6
Электроотрицательность (Полинг): 2.36
Электроотрицательность (Аллен): 1.47
Атомный радиус: 193 pm
Ковалентный радиус: 162 pm
Ван-дер-ваальсов радиус: 210 pm
1-я энергия ионизации: 770 kJ/mol
2-я энергия ионизации: 1 700 kJ/mol
Сродство к электрону: 78.6 kJ/mol
Характерные степени окисления: +6
Степени окисления: -4, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5, +6

Физические свойства

Состояние при 25 °C: твёрдое
Плотность: 19.25 g/cm³
Температура плавления: 3 695 K · 3 421.9 °C
Температура кипения: 6 203 K · 5 929.9 °C
Скорость звука: 5 174 m/s

Тепловые свойства

Теплота плавления: 52.31 kJ/mol
Теплота испарения: 774 kJ/mol
Удельная теплоёмкость: 0.132 J/(g·K)
Теплопроводность: 173 W/(m·K)

Механические свойства

Модуль Юнга: 411 GPa
Модуль сдвига: 161 GPa
Модуль объёмного сжатия: 310 GPa
Коэффициент Пуассона: 0.28
Твёрдость по Моосу: 7.5
Твёрдость по Бринеллю: 2 570 MPa

Электрические и магнитные свойства

Удельное сопротивление: 52.8 nΩ·m
Магнитный тип: парамагнетик
Точка Кюри: нет данных
Точка Нееля: нет данных
Температура сверхпроводимости: 0.0154 K

Кристаллическая структура

Кристаллическая решётка: объёмноцентрированная кубическая (ОЦК)
Параметры решётки: a = 316.52 pm

Распространённость

В земной коре: 1.3 mg/kg
В океане: 0.0001 mg/L
Во Вселенной: 0.005 mg/kg
В теле человека: 0 mg/kg

Изотопы

Изотоп	Распространённость	Период полураспада	Тип распада
¹⁸⁰W	0.12 %	1.806·10⁹ млрд лет	α
¹⁸²W	26.5 %	стабилен	—
¹⁸³W	14.31 %	стабилен	—
¹⁸⁴W	30.64 %	стабилен	—
¹⁸⁶W	28.43 %	стабилен	—

Все природные изотопы вольфрама теоретически подвержены альфа-распаду, но наблюдался он только у вольфрама-180, с периодом порядка 10¹⁸ лет.

Открытие

Год открытия: 1783
Кто открыл: братья Хуан Хосе и Фаусто Элюар
Где: Испания
Происхождение названия: от немецкого Wolf Rahm — «волчья пена»: руда «пожирала» олово при выплавке

История

Шееле в 1781 году показал, что вольфрамит содержит новую кислоту; братья Элюар в Испании в 1783 году восстановили из неё металл. Немецкое название означает «волчья пена»: руда «пожирала» олово при выплавке, как волк овцу.

Где встречается

1,3 мг/кг коры. Главные минералы — вольфрамит и шеелит; свыше 80 % мировой добычи в Китае.

Как получают

Из концентрата через паравольфрамат аммония, затем восстановлением водородом до порошка. Изделия делают порошковой металлургией: вольфрам нельзя отлить, его температура плавления слишком высока.

Роль в живой природе

Долгое время считался чисто «мёртвым» элементом, но у некоторых архей и бактерий обнаружены вольфрамсодержащие ферменты — единственный случай, когда вольфрам заменяет молибден в живой природе.

Безопасность

Металл и карбид малотоксичны. Пыль карбида вольфрама с кобальтом вызывает профессиональное лёгочное заболевание у работников твердосплавного производства.

Применение

Карбид вольфрама в режущем инструменте и бурах — крупнейшее применение
Нити ламп накаливания и электроды для аргонодуговой сварки
Сплавы высокой плотности: балансиры, противовесы, сердечники бронебойных снарядов
Рентгеновские аноды и радиационная защита

Любопытные факты

У вольфрама самая высокая температура плавления среди всех металлов и вторая после углерода среди всех элементов.
Вольфрам почти той же плотности, что и золото, — этим пользовались фальшивомонетчики, покрывая вольфрамовые бруски золотом.
Символ W — от немецкого Wolfram; в англоязычной традиции элемент называется tungsten, «тяжёлый камень» по-шведски.
Нить лампы накаливания работает при 2800 K — при такой температуре плавится почти всё, кроме вольфрама.