钨

title: 字源.
content: 瑞典化学家最早由白钨矿中分离出钨酸,因此根据白钨矿这种矿石的瑞典古名,将这种元素以(这个字可被分解为,字面意义为重石)命名。在英文、法文等语言中,都使用这个名称(除了北欧五国)。但因为在瑞典文中也是白钨矿的名称,为了避免混淆,瑞典采用作为元素的名称。  在欧洲其他国家,主要以德文及各斯拉夫语为代表,则使用或,在北欧五国也使用这个名称。这个名称来自黑钨矿(Wolframite)这个矿石的名字。符号“W”及中文“钨”的来源都来自德文"Wolfram"。  黑钨矿(Wolframite)的名字来自德文 "wolf rahm" ("wolf soot"狼煤烟 或 "wolf cream"狼奶油),于1747年由约翰‧嘎尔修特‧瓦莱里乌斯给定。这来自于拉丁文 "lupi spuma",为格奥尔格·阿格里科拉在1546年对这个元素的称呼,英文翻译为「狼的白沫」,指的是这个矿物在萃取的过程消耗大量的锡。
title: 主要特征.
title: 物理性质.
content: 纯钨是钢灰色至锡白色的坚硬金属,通常很脆而不易金属加工,非常纯的钨可以维持它的硬度(高于许多其他金属),且具有延展性,易于加工。钨的加工方法有锻造、拉伸和冲击。钨常常以烧结的方法制成。  在所有纯金属中,钨的熔点最高(3415°C,6192 °F)蒸汽压最低,(温度1650°C,3000 °F以上),强度最高。虽然碳相较于钨能在较高的温度下维持固态,但是碳在气压下容易升华而非熔化,因此,它不具有熔点。钨拥有最低的热膨胀系数。它的低热膨胀系数、高熔点,以及高抗张强度,都源自于钨原子间的强共价键。少量的钨与钢合金,能够大大提升它的硬度  钨以两种晶体惯态结构存在:α和β。前者以立方体心堆积,是较稳定的组成。后者则是亚稳定的A15 立方体堆积,但因为非平衡合成或杂质造成的稳定性,可以与周围条件下的α相共存。相较于α相拥有等长的晶粒,β相展现圆柱状的晶性。α相的电阻率只有β相的三分之一,且具有远低于β相的超导转移温度(临界点TC):ca. 0.015 K vs. 1–4 K;混合两者可以得到中间值得临界温度TC。以其他金属与钨合金也可以提高它的临界温度TC,此类钨合金可以用于低温超导电路。
title: 同位素.
content: 天然钨由四种稳定同位素(W、W、W 以及 W)以及一种长寿命的放射性同位素(W)组成 [W的半衰期非常长,可以看作是稳定同位素]。理论上,这五种同位素都能够借由α衰变成元素72(铪),但只有W观测到此种现象(半衰期:(1.8±0.2)×10年)。平均来说,每年每克的W进行两次α衰变,其他同位素尚未被观察到天然衰变,因此它们的半衰期至少4 × 10年。  目前有另外30种钨的人造放射性同位素被确立,其中最稳定是半衰期121.2天的W、75.1天的W、69.4天的W、21.6天的W以及23.72小时的W。剩下所有的放射性同位素,半衰期都不超过三小时,其中大部分的更少于八分钟。钨也有11种变异,最稳定的是W(t1/2 6.4 分钟)。
title: 化学性质.
content: 钨元素可以阻隔氧、酸和碱金属的腐蚀。 钨最常见的氧化态是+6价,但它也有-2至+6之间的氧化状态。最常见的氧化物是黄色的三氧化钨, WO,它可以在碱性的水中溶化形成 碳与粉状钨加热可以制成钨的碳化物(WC和WC),通常不易发生化学反应,但容易和氯产生六氯化钨(WCl)。 在中性或酸性水溶液中,钨可以形成异性聚合酸以及多原子离子酸,随着钨酸盐与酸作用,先形成可溶的亚稳定”仲钨酸A”阴离子,接着转变成溶解度较低的”仲钨酸B“阴离子,最后稳定态达成,更酸化成易溶的的偏钨酸根阴离子。偏钨酸根离子以对称的十二钨酸八面体存在(Keggin structure)。许多其他的多原子离子酸以亚稳定种类存在,包括以磷取代偏钨酸根中心的两个氢原子,制成多变的异性聚合酸,例如磷钨酸。 三氧化钨可以与碱金属形成嵌入intercalation化合物,被称作青铜,例如钠钨青铜 。
title: 应用.
content: 钨的应用非常广泛,最常见的是碳化钨(WC)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。钨可以拉成很细的丝,而且熔点非常高。它的其它应用包括:  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。
title: 历史.
content: 1781年,瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒发现,使用白钨矿,可以制作出一种新的酸,即钨酸。当时卡尔·威廉·舍勒与其友人托尔贝恩·贝里曼皆相信在钨酸中一定可以进一步分解出一种新的化学元素。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。同年他们使用木炭还原钨酸获得了钨,因此他们被公认为钨的发现者[他们称之为"wolfram" 或 "volfram"]。  钨的战略价值在二十世纪早期受到注意。英国当局在1912年把卡罗克矿坑(Carrock mine)从德国拥有的坎布里亚矿业公司解放出来,还有在一次世界大战期间限制德国其他的取得来源。在二次世界大战,钨在政治交涉上扮演更加重要的角色。钨在欧洲的主要来源是葡萄牙,当时受到双方的压力,因为在帕纳什凯拉沉积的钨矿。钨抗高温的特性,其硬度和密度,以及强化合金的功效让它成为军工业的重要材料,用作武器和设备的成分与制作过程(例如碳化钨切割工具用于机械加工钢铁)。
title: 生理作用.
content: 还原酶使用钨蝶呤。  虽然有人怀疑钨会导致白血病,但是至今为止缺乏有说服力的证明。
title: 来源.
content: 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、加拿大、中国、越南、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,事实上利润很高。  2017年中国、越南与俄罗斯分别供应了79,000、7,200、3,100顿。加拿大在2015年底停止生产因为其唯一的钨矿矿坑关闭。越南在2010年左右因为其精炼工程的重大优化,大幅增加其产出,产量超过俄罗斯和玻利维亚。  中国仍然不只是全世界钨制品最大的制造者,也是最大的出口和消费者。钨的制造在中国外因需求上升而逐渐增加。同时中国的供给受到中国政府的严格管制,来对抗非法采矿和过多来自采矿与精炼过程的污染。  钨被认为是冲突矿石,因为在刚果共和国的不道德采矿行为。  在英国达特穆尔的边缘有大量的钨矿沉积,在一次和二次世界大战期间有利用。随着钨的价格上升,这个矿坑在2014年重新开张,但在2018年关闭。
title: 化合物.
content: 钨最常见的氧化态是+6价,但它也有-1至+6之间的氧化状态。最常见的氧化物是黄色的三氧化钨,WO,它可以在碱性的水中溶化形成WO。
title: 同位素.
content: 自然界里出现的有五种钨的同位素,其中W、W、W、W是稳定同位素,W的半衰期非常长,可以被看作是稳定同位素。所有这些同位素理论上均可以通过α衰变蜕化为铪,但是至今为止只有W能够被观测到自然衰变,其半衰期为1.8×10年,其它同位素没有被观测到自然衰变,估计的半衰期下界:W, T > 1.7×10 年,W, T > 8×10 年, W, T > 1.8×10 年, W, T > 4.1×10 年。平均每年在一克W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W,其半衰期为121.2天,W的半衰期为75.1天,W的半衰期为69.4天,W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。

Summary: 钨(IUPAC名:tungsten ),化学符号:W(德语:Wolfram ),是化学元素,原子序数是74,是非常硬、钢灰色至白色的过渡金属。元素名字Tungsten是来自瑞典古文的白钨矿,tung sten,意旨重石。钨是卑金属,在自然界大多与其他元素以化合物的形态存在,而不是单独存在。钨在公元1781年被发现且命名,在1783年第一次成功分离出钨。黑钨矿以及白钨矿是钨的重要矿石。 钨元素的稳定性是非常出色的,在所有元素中拥有最高的熔点3422 °C(6192 °F, 3695 K)以及最高的沸点5930 °C (10706 °F, 6203 K)。密度为19.25 g·cm−3,与铀与金的密度相当,比铅的密度还高1.7倍。多晶钨本身坚硬易脆(在标准条件下,未与其他物质结合时),难以进行加工使用。然而,若是纯单晶钨,则具有延展性,可使用钢锯切割。

Wolfram: Wolfram (chemická značka W, "Wolframium") je šedý až stříbřitě bílý, velmi těžký a mimořádně obtížně tavitelný kov (jeho teplota tání je nejvyšší ze všech kovů a po uhlíku druhá nejvyšší z prvků). Hlavní uplatnění nalézá jako složka různých slitin, v čisté formě se s ním běžně setkáváme jako s materiálem pro výrobu žárovkových vláken.