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| 总体特性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 名称, 符号, 序号 | 钨、W、74 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 系列 | 过渡金属 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 族, 周期, 元素分区 | 6族, 6, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 密度、硬度 | 19250 kg/m3、7.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 颜色和外表 | 灰白色光泽 |
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| 地壳含量 | 6×10-3 % | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子属性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子量 | 183.84 原子量单位 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子半径(计算值) | 135(193)pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 共价半径 | 146 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 范德华半径 | 无数据 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 价电子排布 | [氙]4f145d46s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 电子在每能级的排布 | 2,8,18,32,12,2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 氧化价(氧化物) | 2,3,4,5,6(弱酸性) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 晶体结构 | 体心立方晶格 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 物理属性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 物质状态 | 固态 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 熔点 | 3695 K(3422 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 沸点 | 5828 K(5555 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 摩尔体积 | 9.47 ×10-6m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 汽化热 | 824 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 熔化热 | 35.4 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 蒸气压 | 4.27 帕(3680K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 声速 | m/s]](293.15K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 其他性质 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 电负性 | 2.36(鲍林标度) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 比热 | 130 J/(kg·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 电导率 | 18.9×106/(米欧姆) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 热导率 | 138 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 第一电离能 | 770 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 第二电离能 | 1700 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 最稳定的同位素 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 在没有特别注明的情况下使用的是 国际标准基准单位单位和标准气温和气压 |
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钨是一种化学元素,它的化学符号是W,它的原子序数是74,是一种非常硬的、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,尤其是它的熔点非常高,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中,它的许多化合物和合金也被用在许多其它应用中(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。
最近发现钨的最稳定的三种同位素都有轻微放射性。
目录 |
纯钨是一种钢灰色至锡白色的坚硬的金属,非常纯的钨可以被拉锯锯开(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3415°C,蒸汽压最低,在抗张强度最高(1650°C时)。它的防腐性能非常好,大多数无机酸对它的侵蚀很小。在空气里它的表面上形成一层保护性的氧化物,但是在高温下它会被完全氧化。钢里加入少量钨可以大大地增高钢的硬度。
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中。这样的硬质合金被用在金属加工、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。钨还常被用作电极。钨可以被拉成很细的丝,而且它的熔点非常高。其它应用包括:
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。含钨的盐被永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。
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[1][2]。
第二次世界大战中钨在幕后政治交易中起了一个非常重要的作用。作为欧洲钨的主要出产国葡萄牙受到作战双方的压力。钨是武器工业的重要原材料。
还原酶使用钨蝶呤。
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。
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罗拉多州、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。
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[3]。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−。
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,强迫退化的半衰期: 182W, T1/2 > 8.3 年,184W, T1/2 > 29 年, 185W, T1/2 > 13 年, 186W, T1/2 > 27 年[4]。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。
| 1 | 18 | |||||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | H | 2 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | He | ||||||||||||||||||||||||
| 2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||
| 3 | Na | Mg | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||
| 4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
| 5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||
| 6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| 7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Uub | Uut | Uuq | Uup | Uuh | Uus | Uuo |
| 8 | Uue | Ubn | Ute | Uqn | ||||||||||||||||||||||||||||
| g区元素 | Ubu | Ubb | Ubt | Ubq | Ubp | Ubh | Ubs | Ubo | Ube | Utn | Utu | Utb | Utt | Utq | Utp | Uth | Uts | Uto | Ute | Uqn |
| 碱金属 | 碱土金属 | 镧系元素 | 锕系元素 | 过渡金属 | 贫金属 | 类金属 | 其他非金属 | 卤素 | 稀有气体 | 未发现元素 |
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