钨
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| 外观 | |||||||||||||||
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金屬：灰白色
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| 概况 | |||||||||||||||
| 名称 / 符号 / 序数 | 鎢, W, 74 | ||||||||||||||
| 元素类别 | 過渡金屬 | ||||||||||||||
| 族 / 周期 / 区 | 6, 6, d | ||||||||||||||
| 原子质量 | 183.84 g·mol−1 | ||||||||||||||
| 电子排布 | [氙] 4f14 5d4 6s2[1] | ||||||||||||||
| 每层电子排布 | 2, 8, 18, 32, 12, 2 (图) | ||||||||||||||
| 物理性质 | |||||||||||||||
| 状态 | 固體 | ||||||||||||||
| 接近室温密度 | 19.25 g·cm−3 | ||||||||||||||
| 熔点时液体密度 | 17.6 g·cm−3 | ||||||||||||||
| 熔点 | 3695 K, 3422 °C, 6192 °F | ||||||||||||||
| 沸点 | 5828 K, 5555 °C, 10031 °F | ||||||||||||||
| 临界点 | 13892 K, MPa | ||||||||||||||
| 熔化热 | 35.3 kJ·mol−1 | ||||||||||||||
| 汽化热 | 806.7 kJ·mol−1 | ||||||||||||||
| 比热容 | (25 °C) 24.27 J·mol−1·K−1 | ||||||||||||||
| 蒸汽压 | |||||||||||||||
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| 原子性质 | |||||||||||||||
| 氧化态 | 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, −1, -2 （弱酸性） |
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| 电负性 | 2.36 （鲍林标度） | ||||||||||||||
| 电离能 | 第一 770 kJ·mol−1 | ||||||||||||||
| 第二 1700 kJ·mol−1 | |||||||||||||||
| 原子半径 | 139 pm | ||||||||||||||
| 共价半径 | 162±7 pm | ||||||||||||||
| 杂项 | |||||||||||||||
| 晶体结构 | 體心立方晶格 | ||||||||||||||
| 磁序 | 順磁性[2] | ||||||||||||||
| 电阻率 | (20 °C) 52.8Ω·m | ||||||||||||||
| 热导率 | (300 K) 173 W·m−1·K−1 | ||||||||||||||
| 膨胀系数 | (25 °C) 4.5 µm·m−1·K−1 | ||||||||||||||
| 声速 (细棒) | (常温) 4290 m·s−1 | ||||||||||||||
| 杨氏模量 | 411 GPa | ||||||||||||||
| 剪切模量 | 161 GPa | ||||||||||||||
| 体积模量 | 310 GPa | ||||||||||||||
| 泊松比 | 0.28 | ||||||||||||||
| 莫氏硬度 | 7.5 | ||||||||||||||
| 维氏硬度 | 3430 MPa | ||||||||||||||
| 布氏硬度 | 2570 MPa | ||||||||||||||
| CAS号 | 7440-33-7 | ||||||||||||||
钨是化学元素，化学符号是W，原子序数是74，是非常硬、钢灰色至白色的过渡金属。含有钨的矿物有黑钨矿和白钨矿等。钨的物理特征非常强，尤其是熔点非常高，是所有非合金金属中最高的。纯钨主要用在电器和电子设备，其许多化合物和合金也用在许多其它应用（最常见的有灯泡的灯丝，在X射线管中以及在高温合金中也有钨使用）。
中文“钨”及符号“W”的来源均来自德语Wolfram。
最近發現鎢的最穩定的三種同位素都有輕微放射性。
目录 |
[编辑] 主要特征
纯钨是钢灰色至锡白色的坚硬金属，非常纯的钨可以拉锯锯开（纯钨很脆，不易加工）。钨的加工手段有锻造、拉伸和冲击。在所有金属中钨的熔点最高，为3422℃，蒸汽压最低，在抗张强度最高（1650℃时）。防腐性能非常好，大多数无机酸对其侵蚀很小。在空气里其表面形成一层保护性氧化物，但是在高温下会完全氧化。钢裡加入少量钨可以大大地增高钢的硬度。
[编辑] 应用
钨的应用非常广，最常见的是以碳化钨（WC）的形式使用在硬质合金。这样的硬质合金用在金属加工、采矿、采油和建筑工业中作为耐用金属。此外在电灯泡和真空管中钨丝的应用也很广。钨还常用作电极。钨可以被拉成很细的丝，而且熔点非常高。其它应用包括：
- 由于钨的熔点非常高，常用於航天和高温应用，比如电子、加热、焊接，比如钨极气体保护电弧焊。
- 钨非常坚硬，非常紧密，因此制作重金属合金非常理想，这样的合金用在装甲、散热片和高密度应用如压重、平衡重物、船和飞机的压重等。
- 由于钨非常紧密，飞镖往往含80%至97%的钨。
- 高速钢含钨，有时含18%的钨。
- 制造涡轮机片、耐用部分和保护层的高温合金含钨（哈氏合金、钨铬钴合金等）。
- 子弹中使用钨来取代铅。
- 钨的化合物被用作催化剂、无机颜色。二硫化钨是高温润滑剂，它在500 °C依然稳定。
- 由于钨的热胀性与硅酸硼玻璃类似，它被用来做玻璃/金属密封
- 钨与镍、铁和钴的合金被用来制作重合金，这样的重合金用在动能弹中取代贫铀。
- 在集成电路中钨是前路之间的连接物。在二氧化硅绝缘体中侵蚀接触孔，注入钨，磨平来连接三极管。典型的接触孔可以小到65纳米。
- 碳化钨是最硬的物质之一，被用在机器工具和磨料中。碳化钨是磨具和转具中最常见的材料，往往也是最好的材料。
- 在放射性医学中钨被用作屏蔽物质。运输氟脱氧葡萄糖一般用钨容器，由于氟脱氧葡萄糖中的高能氟-18铅容器无法使用。
其它：氧化钨被用在陶瓷釉中，钙或镁钨常用在荧光粉中。在核物理和核医学中钨晶体被用作闪烁探测器。钨被用作X射线目标和在电子炉中作为加热器。含钨的盐被用在化学和皮革工业中。青铜色的氧化钨被用在绘画中。由于它的低敏感性碳化钨被用作首饰，此外由于它非常硬它不会像其它擦光的金属被划痕。有些乐器的铉使用钨丝。
[编辑] 历史
1781年卡尔·威廉·舍勒使用钨矿制作了一种新的酸，他提出通过还原钨酸可能可以获得一种新的金属。1783年胡塞·德卢亚尔和浮士图·德卢亚尔兄弟发现从黑钨矿可以获得同样的酸。同年他们使用碳还原钨酸获得了钨，因此他们被公认为钨的发现者[3][4]。
[编辑] 生理作用
虽然有人怀疑钨会导致白血病，但是至今为止没有有说服力的证明。
[编辑] 来源
黑钨矿、白钨矿、钨铁矿等矿物含钨。重要的钨矿位于玻利维亚、美国加利福尼亚州和科羅拉多州、中国、葡萄牙、俄罗斯以及韩国。中国出产全世界钨的75%。通过使用碳还原钨的氧化物获得纯的金属。
全世界钨的贮藏总量估计为700万吨，其中约30%是黑钨矿，70%是白钨矿。但是目前大多数这些矿藏无法经济性地开采。按照目前的消耗量这些矿藏只够使用约140年。另一个获得钨的方法是回收。回收的钨比钨矿含量高，事实上非常有利润。
[编辑] 化合物
钨最常见的氧化状态是+6价，但它也有-1至+6之间的氧化状态[5]。最常见的氧化物是黄色的三氧化钨，WO3，它可以在碱性的水中溶化形成WO42−。
[编辑] 同位素
自然界里出现的有五种钨的同位素，它们的半衰期均非常长，因此可以被看作是稳定同位素。所有这些同位素均可以通过α衰变蜕化为铪。至今为止能够测量到的半衰期是180W，其半衰期为1.8×1018年，其它同位素没有被观测到自然衰变，強迫退化的半衰期： 182W, T1/2 > 8.3 年，184W, T1/2 > 29 年， 185W, T1/2 > 13 年， 186W, T1/2 > 27 年[6]。至今为止它们的半衰期仅是理论值。平均每年在一克180W中发生两次α衰变。
钨目前有27种人造放射性同位素，其中最稳定的是181W，其半衰期为121.2天，185W的半衰期为75.1天，188W的半衰期为69.4天，178W的半衰期为21.6天。其它放射性同位素的半衰期均在24小时以下，其中大多数少于8分钟。
[编辑] 注释
本頁面採用了「[编辑] 参考文献
- ^ Why does Tungsten not 'Kick' up an electron from the s sublevel ? [2008-06-15].
- ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
- ^ http://www.itia.info/FileLib/ITIA_Newsletter_June05.pdf
- ^ http://www.itia.info/FileLib/ITIA_Newsletter_December05.pdf
- ^ Emsley, John. The Elements. 3rd edition. 2000.
- ^ National Nuclear Data Center table of nuclides, http://www.nndc.bnl.gov/chart/
[编辑] 外部链接
[编辑] 参见
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