Das chemische Element Wolfram wird als Übergangsmetall eingestuft. Es wurde im Jahr 1779 von Peter Woulfe entdeckt.
Datenbereich
| Klassifizierung: | Wolfram ist ein Übergangsmetall |
| Farbe: | silbrig-weiß |
| Atomgewicht: | 183.84 |
| Zustand: | fest |
| Schmelzpunkt: | 3422 oC, 3695 K |
| Siedepunkt: | 5550 oC, 5823 K |
| Elektronen: | 74 |
| Protonen: | 74 |
| Neutronen im am häufigsten vorkommenden Isotop: | 110 |
| Elektronenhüllen: | 2,8,18,32,12,2 |
| Elektronenkonfiguration: | 4f14 5d4 6s2 |
| Dichte @ 20oC: | 19.3 g/cm3 |
Mehr anzeigen, darunter: Wärme, Energie, Oxidation,
Reaktionen, Verbindungen, Radien, Leitfähigkeiten
| Atomvolumen: | 9,53 cm3/mol |
| Struktur: | bcc: kubisch-raumzentriert |
| Härte: | 7,5 mohs |
| Spezifische Wärmekapazität | 0,13 J g-1 K-1 |
| Schmelzwärme | |
| Zerstäubungswärme | 860 kJ mol-1 |
| Verdampfungswärme | 824.0 kJ mol-1 |
| 1. Ionisierungsenergie | 770 kJ mol-1 |
| 2. Ionisierungsenergie | 1700 kJ mol-1 |
| 3. Ionisierungsenergie | – |
| Elektronenaffinität | 78.6 kJ mol-1 |
| Minimale Oxidationszahl | -2 |
| Min. gemeinsame Oxidationszahl | 0 |
| Maximale Oxidationszahl | 6 |
| Max. gemeinsame Oxidationszahl | 6 |
| Elektronegativität (Pauling-Skala) | 2,36 |
| Polarisierbarkeit Volumen | 11.1 Å3 |
| Reaktion mit Luft | w/ht, ⇒ WO3 |
| Reaktion mit 15 M HNO3 | keine |
| Reaktion mit 6 M HCl | keine |
| Reaktion mit 6 M NaOH | – |
| Oxid(e) | WO2, WO3 (Wolframoxid) |
| Hydrid(e) | – |
| Chlorid(e) | WCl2, WCl4, WCl6 |
| Atomradius | 139 pm |
| Ionenradius (1+ Ion) | – |
| Ionischer Radius (2+ Ion) | – |
| Ionischer Radius (3+ Ion) | – |
| Ionischer Radius (1- Ion) | – |
| Ionischer Radius (2- Ion) | – |
| Ionischer Radius (3- Ion) | – |
| Wärmeleitfähigkeit | 173 W m-1 K-1 |
| Elektrische Leitfähigkeit | 18.2 x 106 S m-1 |
| Gefrier-/ Schmelzpunkt: | 3422 oC, 3695 K |
Entdeckung von Wolfram
Der irische Chemiker Peter Woulfe schloss 1779 aus seiner Analyse des Minerals Wolframit (ein Eisen-Mangan-Wolframat-Mineral) auf die Existenz eines neuen Elements – Wolfram.
Wolfram wurde 1781 in Schweden von Carl W. Scheele aus dem Mineral Scheelit (Calciumwolframat) als Wolframoxid (WO3) isoliert. Allerdings verfügte er nicht über einen geeigneten Ofen, um das Oxid zum Metall zu reduzieren.
Wolfram wurde schließlich von den Brüdern Fausto und Juan Jose de Elhuyar 1783 in Spanien durch Reduktion von angesäuertem Wolframit mit Holzkohle isoliert.
Der Name des Elements stammt von den schwedischen Worten „tung sten“, was so viel wie „schwerer Stein“ bedeutet.
Das chemische Symbol W stammt vom ursprünglichen Namen des Elements, Wolfram.
Wolfram ist eines der fünf wichtigsten Refraktärmetalle (Metalle mit sehr hoher Hitze- und Verschleißfestigkeit).
Die fünf Refraktärmetalle – beachten Sie ihre enge Beziehung im Periodensystem
Die anderen Refraktärmetalle sind Niob, Molybdän, Tantal und Rhenium.
| 41 Nb |
42 Mo |
|
| 73 Ta |
74 W |
75 Re |
Wolframmetall. Foto von Tomihahndorf.
Das Large Area Telescope (LAT) erforscht kosmische Strahlen, indem es die Elektronen und Positronen verfolgt, die sie nach dem Auftreffen auf Wolframschichten erzeugen. Credit: NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab.
Aussehen und Eigenschaften
Schädliche Auswirkungen:
Wolfram gilt als wenig giftig.
Eigenschaften:
Wolfram ist ein sehr hartes, dichtes, silbrig-weißes, glänzendes Metall, das an der Luft anläuft und eine schützende Oxidschicht bildet. In Pulverform ist Wolfram grau.
Das Metall hat den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle, und bei Temperaturen über 1650 oC auch die höchste Zugfestigkeit. Reines Wolfram ist dehnbar, und Wolframdrähte, auch mit sehr kleinem Durchmesser, haben eine sehr hohe Zugfestigkeit.
Wolfram ist sehr korrosionsbeständig. Es bildet Wolframsäure (H2WO4) oder Wolframsäure aus dem hydratisierten Oxid (WO3) und seine Salze werden Wolframate genannt.
Wenn es in Verbindungen vorliegt, existiert Wolfram meist in der Oxidationsstufe VI.
Verwendung von Wolfram
Wolfram und seine Legierungen werden häufig für Glühfäden in älteren (nicht energiesparenden) Glühbirnen und Elektronenröhren verwendet.
Wolfram wird auch als Glühfaden in Halogen-Wolframlampen verwendet. Diese Lampen verwenden Halogene wie Brom und Jod, um zu verhindern, dass sich der Wolframfaden zersetzt, und sind daher energieeffizienter als herkömmliche Glühbirnen.
Hochgeschwindigkeitsstahl (der Material mit höherer Geschwindigkeit schneiden kann als Kohlenstoffstahl) enthält bis zu 18 % Wolfram.
Wolfram wird wegen seiner Härte in Schwermetalllegierungen und bei Hochtemperaturanwendungen wie dem Schweißen verwendet.
Wolframkarbid (WC oder W2C) ist extrem hart und wird zur Herstellung von Bohrern verwendet. Wegen seiner Härte und Verschleißfestigkeit wird es auch für Schmuck verwendet.
Häufigkeit und Isotope
Häufigkeit Erdkruste: 1,25 Teile pro Million nach Gewicht, 0,1 Teile pro Million nach Molen
Häufigkeit Sonnensystem: 4 Teile pro Milliarde nach Gewicht, 30 Teile pro Billion nach Molen
Kosten, rein: $11 pro 100g
Kosten, lose: $2.95 pro 100g
Quelle: Wolfram kommt in der Natur nicht frei vor. Die wichtigsten Wolframerze sind Wolframit (Eisenmanganwolframat) und Scheelit (Calciumwolframat, CaWO3). Kommerziell wird das Metall durch Reduktion von Wolframoxid mit Wasserstoff oder Kohlenstoff gewonnen.
Isotope: Wolfram hat 33 Isotope, deren Halbwertszeiten mit Massenzahlen von 158 bis 190 bekannt sind. Natürlich vorkommendes Wolfram ist ein Gemisch aus fünf Isotopen, die in den angegebenen Anteilen vorkommen: 180W (0,1%), 182W (26,5%), 183W (14,3%), 184W (30,6%) und 186W (28,4%).
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"Tungsten." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/tungsten.html>.