L’elemento chimico tungsteno è classificato come un metallo di transizione. Fu scoperto nel 1779 da Peter Woulfe.
Data Zone
| Classificazione: | Il tungsteno è un metallo di transizione |
| Colore: | bianco-argento |
| Peso atomico: | 183.84 |
| Stato: | solido |
| Punto di fusione: | 3422 oC, 3695 K |
| Punto di ebollizione: | 5550 oC, 5823 K |
| Elettroni: | 74 |
| Protoni: | 74 |
| Neutroni nell’isotopo più abbondante: | 110 |
| Gusci di elettroni: | 2,8,18,32,12,2 |
| Configurazione degli elettroni: | 4f14 5d4 6s2 |
| Densità @ 20oC: | 19.3 g/cm3 |
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| Volume atomico: | 9,53 cm3/mol |
| Struttura: | bcc: cubico centrato sul corpo |
| Durezza: | 7,5 mohs |
| Capacità termica specifica | 0,13 J g-1 K-1 |
| Calore di fusione | |
| Calore di atomizzazione | 860 kJ mol-1 |
| Calore di vaporizzazione | 824.0 kJ mol-1 |
| 1a energia di ionizzazione | 770 kJ mol-1 |
| 2a energia di ionizzazione | 1700 kJ mol-1 |
| 3a energia di ionizzazione | – |
| affinità degli elettroni | 78.6 kJ mol-1 |
| Numero minimo di ossidazione | -2 |
| Numero minimo di ossidazione comune | 0 |
| > Numero massimo di ossidazione | 6 |
| Max. | 6 |
| Elettronegatività (Scala Pauling) | 2.36 |
| Volume di polarizzabilità | 11.1 Å3 |
| Reazione con aria | w/ht, ⇒ WO3 |
| Reazione con 15 M HNO3 | nessuno |
| Reazione con 6 M HCl | nessuno |
| Reazione con 6 M NaOH | – |
| Ossido(i) | |
| Idruro(i) | – |
| Cloruro(i) | WCl2, WCl4, WCl6 |
| Raggio atomico | 139 pm |
| Raggio ionico (ione 1+) | |
| Raggio ionico (ione 2+) | – |
| Raggio ionico (ione 3+) | – |
| Raggio ionico (1- ione) | – |
| Raggio ionico (2- ione) | – |
| Raggio ionico (3- ione) | – |
| Conducibilità termica | 173 W m-1 K-1 |
| Conducibilità elettrica | 18.2 x 106 S m-1 |
| Punto di congelamento/fusione: | 3422 oC, 3695 K |
Scoperta del tungsteno
Nel 1779 il chimico irlandese Peter Woulfe dedusse l’esistenza di un nuovo elemento – il tungsteno – dalla sua analisi del minerale wolframite (un minerale tungstato di ferro manganese).
Il tungsteno fu isolato come ossido tungstico (WO3) nel 1781, in Svezia, da Carl W. Scheele dal minerale scheelite (tungstato di calcio). Tuttavia non aveva un forno adatto per ridurre l’ossido al metallo.
Il tungsteno fu finalmente isolato dai fratelli Fausto e Juan Jose de Elhuyar nel 1783, in Spagna, per riduzione di wolframite acidificata con carbone.
Il nome dell’elemento deriva dalle parole svedesi ‘tung sten’ che significa pietra pesante.
Il simbolo chimico, W, deriva dal nome originale dell’elemento, Wolfram.
Il tungsteno è uno dei cinque principali metalli refrattari (metalli con resistenza molto alta al calore e all’usura).
I cinque metalli refrattari – nota la loro stretta relazione nella tavola periodica
Gli altri metalli refrattari sono niobio, molibdeno, tantalio e renio.
| 41 Nb |
42 Mo |
|
| 73 Ta |
74 W |
75 Re |
metallo di tungsteno. Foto di Tomihahndorf.
Il Large Area Telescope (LAT) esplora i raggi cosmici seguendo gli elettroni e i positroni che producono dopo aver colpito strati di tungsteno. Credit: NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab.
Apparenza e caratteristiche
Effetti nocivi:
Il tungsteno è considerato di bassa tossicità.
Caratteristiche:
Il tungsteno è un metallo molto duro, denso, bianco-argenteo, brillante che si appanna in aria, formando un rivestimento protettivo di ossido. In forma di polvere il tungsteno è grigio.
Il metallo ha il più alto punto di fusione di tutti i metalli, e a temperature superiori a 1650 oC ha anche la più alta resistenza alla trazione. Il tungsteno puro è duttile, e i fili di tungsteno, anche di diametro molto piccolo, hanno una resistenza alla trazione molto alta.
Il tungsteno è altamente resistente alla corrosione. Forma acido tungstico (H2WO4), o acido wolframico dall’ossido idrato (WO3) e i suoi sali sono chiamati tungstati, o wolframati.
Quando è presente nei composti, il tungsteno esiste principalmente nello stato di ossidazione VI.
Usi del tungsteno
Il tungsteno e le sue leghe sono ampiamente usati per i filamenti nelle vecchie lampadine elettriche (non a risparmio energetico) e nei tubi elettronici.
Il tungsteno è anche usato come filamento nelle lampade alogene al tungsteno. Queste lampade usano alogeni come bromo e iodio per evitare che il filamento di tungsteno si degradi e sono quindi più efficienti dal punto di vista energetico rispetto alle lampadine a incandescenza standard.
L’acciaio ad alta velocità (che può tagliare materiale a velocità più elevate rispetto all’acciaio al carbonio), contiene fino al 18% di tungsteno.
Il tungsteno è usato in leghe di metalli pesanti a causa della sua durezza e in applicazioni ad alta temperatura come la saldatura.
Il carburo di tungsteno (WC o W2C) è estremamente duro ed è usato per fare trapani. È anche usato per i gioielli a causa della sua durezza e resistenza all’usura.
Abbondanza e isotopi
Abbondanza crosta terrestre: 1,25 parti per milione in peso, 0,1 parti per milione di moli
Abbondanza sistema solare: 4 parti per miliardo in peso, 30 parti per trilione di moli
Costo, puro: 11 dollari per 100g
Costo, sfuso: 2,95 dollari per 100g
Fonte: Il tungsteno non si trova libero in natura. I principali minerali di tungsteno sono wolframite (un tungstato di ferro e manganese) e scheelite (tungstato di calcio, CaWO3). Commercialmente, il metallo è ottenuto riducendo l’ossido di tungsteno con idrogeno o carbonio.
Isotopi: Il tungsteno ha 33 isotopi la cui emivita è nota con numeri di massa da 158 a 190. Il tungsteno naturale è una miscela di cinque isotopi e si trovano nelle percentuali indicate: 180W (0,1%), 182W (26,5%), 183W (14,3%), 184W (30,6%) e 186W (28,4%).
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"Tungsten." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/tungsten.html>.