Készítette: Tóth Krisztián. Web: http://krissz.hu

Volfrám

74
183.85
6, 5, 4, 3, 2
W
6s2
5d4
Volfrám
Alapadatok
Név, vegyjel, rendszám volfrám, W, 74
Elemi sorozat átmenetifémek
Csoport, periódus, mező 6, 6, d
Megjelenés szürkésfehér, csillogó
Atomtömeg 183,84(1) g/mol
Elektronszerkezet [Xe] 4f14 5d4 6s2
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 32, 12, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) 19,25 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on 17,6 g/cm³
Olvadáspont 3695 K
(3422 °C, 6192 °F)
Forráspont 5828 K
(5555 °C, 10031 °F)
Olvadáshő 52,31 kJ/mol
Párolgáshő 806,7 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 24,27 J/(mol·K)
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet köbös tércentrált
Oxidációs állapotok 6, 5, 4, 3, 2
(enyhén savas oxid)
Elektronegativitás 2,36 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 770 kJ/mol
Atomsugár 135 pm
Atomsugár (számított) 193 pm
Kovalens sugár 146 pm
Egyéb jellemzők
Mágnesség nincs adat
Fajlagos ellenállás (20 °C) 52,8 nΩ·m
Hővezetési tényező (300 K) 173 W/(m·K)
Hőtágulási tényező (25 °C) 4,5 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd) (szobahőm.) (annealed)
4620 m/s
Young-modulus 411 GPa
Nyírási modulus 161 GPa
Bulk modulusz 310 GPa
Poisson-arányszám 0,28
Mohs-keménység 7,5
Vickers-keménység 3430 MPa
Brinell-keménység 2570 HB
CAS-szám 7440-33-7

A Volfrám bővebb leírása

A volfrám egy fémes elem, átmenetifém. A rendszáma 74, a vegyjele W.

Név

Elnevezése angol nyelvterületen tungsten = nehéz kő (svéd nyelven) – angolul és franciául ma is így nevezik. Német nyelvterületen (és nálunk) volfrámnak hívják. Nyelvújításkori magyar neve seleny[1]. A volfrám név a wolframit ásványból ered.

Felfedezés

C. Scheele 1781-ben volfrámsavat állított elő a tungsten nevű ásványból. A spanyol D'Elhuyar testvérek wolframitból állították elő a fémet

Tulajdonságai

Relatív atomtömeg: 183,85

Izotópok: 5 stabil és 21 instabil izotópja található meg a természetben

Elektronkonfiguráció: [Xe]4f145d46s2

Fizikai tulajdonságok

Nagy tisztaságú volfrám

Kissé szürkés, erősen fémfényű kemény fém. Rácsa köbös tércentrált. A legmagasabb olvadáspontú fém (3380 °C fölött). Sűrűsége is nagy: 19,26 g/cm3. Jó elektromos vezető.

Kémiai tulajdonságok

A krómcsoport harmadik eleme. Halogének megtámadják. Levegőn közönséges hőmérsékleten nem változik, hevítve sárga trioxiddá oxidálódik. A nitrogén még 1500 °C-on sem reagál vele. Szénnel, szilíciummal, bórral magas hőmérsékleten vegyületeket alkot. Közönséges hőmérsékleten jól ellenáll savakkal szemben. Tömény kénsav és foszforsav azonban 110 °C felett megtámadja. Salétromsav és hidrogén-fluorid elegyében oldódik. Alkálilúgok nem hatnak rá, de olvadékuk oxidáló anyag jelenlétében feloldja. Hidrogén-peroxidos KOH oldatban is oldódik. Ammóniában hevítve nitriddé alakul. Vízgőzzel magas hőmérsékleten megfordíthatóan reagál: W + H2O ↔ WO2 + H2 ezért, ha az izzólámpában vízgőz marad, a volfrámszál oxidálódik, elvékonyodik és kiég.

Előfordulás

Ásványai közül a legfontosabb a scheelit (CaWO4) és a volframit [(Fe, Mn)WO4].

Előállítás

Az ércet először úsztatással dúsítják, és első lépésben nyers volfrám-trioxidot állítanak elő, majd tisztítás után tiszta hidrogénnel redukálják volfrámporrá. Ebből sajtolnak rudacskákat, amiből melegkovácsolással, izzó állapotban alakítják ki a huzallá húzható fémet. Az izzólámpákban használt spirált egy-kétszázad milliméter vastagságú szálból készítik. Megfelelő adalékok biztosítják, hogy izzás közben ne veszítse el kristályos jellegét.

Felhasználás

Egy izzólámpa izzószála

A legnagyobb mennyiségben nemesacél ötvözetek és volfrám-karbid (vidia) gyártására használják. Kevesebbet használnak izzólámpa gyártásra – egy átlagos izzólámpa 8 milligramm volfrámot tartalmaz. A volfrámszálas izzólámpát az újpesti Egyesült Izzóban fejlesztették ki 1903-ban. Vegyületeit a szövetfestésben és a szilikátiparban használják. A volfrám az egyik legkeményebb és legmagasabb olvadáspontú fém. Felhasználása ennek megfelelő: izzólámpákban izzószál, laborban oltópálca, harckocsikban páncéllemez és páncéltörő lőszerben harci rész. A Darts játékban használt legjobb minőségű nyilak (darts) is szintén volframot tartalmaznak. A wolfrám sűrűsége megközelítőleg azonos a színaranyéval, de értéke csak századrésze annak, ezért hamisítók néha felhasználják aranytömbök belsejének kitöltésére. Mivel az arany az ólomnál hétszer erősebben nyeli el a röntgensugarakat, az ilyen visszaélést átvilágítással nem, csak invazív fizikai vizsgálattal lehet kiszűrni.