{{위키데이터 속성 추적}}
{{원소 정보/텅스텐}}
[[파일:Wolfram evaporated crystals and 1cm3 cube.jpg|섬네일|250px|텅스텐 봉]]

'''텅스텐'''({{문화어|탕그스텐}}←{{llang|sv|Tungsten|퉁스텐}}, {{llang|ja|タングステン|탕구스텐}}) 또는 '''볼프람'''({{문화어|월프람}}←{{llang|de|Wolfram}})은 [[화학 원소]]로 기호는 '''W'''(←{{llang|la|Wolframium|볼프라미움}}), [[원자 번호]]는 74이다. 텅스텐이라는 말은 [[스웨덴어]]로 '무거운 돌'을 의미하기<ref>{{웹 인용 |url=http://sisatran.com/bbs/skin/ggam7002/print.php?id=gongji&no=45# |제목=보관된 사본 |확인날짜=2011-10-01 |보존url=https://web.archive.org/web/20111123083212/http://sisatran.com/bbs/skin/ggam7002/print.php?id=gongji&no=45# |보존날짜=2011-11-23 |url-status=dead }}</ref><ref>{{웹 인용 |url=http://www.krict.re.kr/chemistry/contents/periodic/s_con_60.php# |제목=보관된 사본 |확인날짜=2011-10-01 |보존url=https://web.archive.org/web/20111123075310/http://www.krict.re.kr/chemistry/contents/periodic/s_con_60.php# |보존날짜=2011-11-23 |url-status=dead }}</ref> 때문에 한자어로 '''중석'''(重石)이라고도 부른다. 무겁고 매우 단단한 [[전이 금속]]으로 철망가니즈중석과 [[회중석]] 등의 광석에서 산출된다. 1781년에 처음 발견되어 1783년에 순수한 형태로 분리되었다. 금속원소들 중 녹는점이 가장 높으며, 밀도는 19.3g/cm<sup>3</sup>으로 [[금]]이나 [[우라늄]]과 비슷하다. 순수한 텅스텐은 단단하면서도 [[연성]]이 뛰어나며, 불순물이 소량 첨가되면 단단하지만 부서지기 쉬워 가공하기 어려워진다.

순수한 텅스텐은 전기·전자 분야에 쓰이지만 주로 [[화합물]]이나 [[합금]]으로 널리 쓰인다. [[전구]]의 필라멘트가 가장 대표적이다. 또, 텅스텐은 단단하고 밀도가 높으므로 군용 목적으로는 [[전차]]의 [[장갑]]을 뚫는 탄에도 많이 활용된다.

== 특성 ==
=== 물리적 특성 ===
순수한 텅스텐은 은회색의 광택을 가지는 단단한 [[금속]]으로, [[전성]]과 [[연성]]이 뛰어나 가공하기가 쉽다. 그러나 불순물이 약간 섞이면 단단하면서도 부서지기 쉬워지는 단점이 있다.

텅스텐은 모든 원소들 중 [[녹는점]]이 가장 높고(3422&nbsp;°C) 1650&nbsp;°C 이상에서 [[증기압]]이 가장 낮은 원소이기도 하다. 비록 [[탄소]]가 [[고체]] 상태로 존재하는 온도가 더 높기는 하지만 탄소는 약 4027&nbsp;°C에서 [[액체]] 상태를 거치지 않고 바로 [[기체]]로 [[승화]]하기 때문에 녹는점이 가장 높은 원소는 텅스텐이다. 또, 텅스텐의 [[인장 강도]]는 모든 원소들 중에서 가장 높은데 이는 5d [[오비탈]]의 [[전자]]들이 텅스텐 원자들을 서로 강하게 결합시키고 있기 때문이다. 따라서 [[강철]]에 약간의 텅스텐을 첨가하면 그 강도가 매우 높아진다. ([[탄화텅스텐]](WC)은 가장 강한 물질중 하나([[질화붕소]](BN), [[탄화텅스텐]](WC), 질화규소(Si₃N₄))이다. )

텅스텐의 [[안정 동위 원소|안정된 동위원소]]는 Tungsten - 180(99.99491974285%+), Tungsten - 182, Tungsten - 183, Tungsten - 184, Tungsten - 186 이고, 텅스텐의 모든 알려진 [[동위 원소|동위원소]]는 Tungsten - 158 ~ Tungsten - 192 (35가지)이다. {이 문단 업데이트 날짜는 2019년 2월 11일임}

또한, 텅스텐은 두 종류의 원자 배열을 가진다. 하나는 α 텅스텐으로 [[체심 입방정계]] 구조이며, 텅스텐 구조들 중 가장 안정하다. β 텅스텐은 [[A15 phase|A15 등축정계]] 구조를 갖는데 [[준안정]]하며, 일반적인 상태에서 α 구조일 때와 함께 존재할 수 있다. α 구조는 [[전기 저항]]이 β 구조일 때의 1/3이며, [[초전도체]]가 되는 [[임계온도]]는 약 0.015K로 β 구조일 때 1~4K인 것보다 낮다. 두 종류의 구조를 혼합하면 그 중간 정도의 임계온도를 나타낸다. 텅스텐과 다른 금속을 혼합하여 만든 합금은 그보다도 더 높은 임계온도를 나타내는데, 이들은 저온 초전도체 회로에 사용된다. 대표적인 예로 텅스텐-[[테크네튬]] 합금이 있다.

=== 생물학적 특성 ===
원자 번호 74번인 텅스텐은 생물학적 역할이 있다고 알려진 원소들 중 가장 무거운 원소로, [[진핵생물]]을 제외한 일부 [[세균]]들이 사용한다. 텅스텐을 사용하는 [[효소]]들은 일반적으로 [[카르복시산]]을 [[알데하이드]]로 [[환원]]시키는 역할을 한다. [[산화 환원 효소]]들의 경우 [[산화]] 반응의 [[촉매]]로 사용하기도 한다. 텅스텐을 필요로 하는 일부 효소의 경우 [[셀레늄]]도 함께 필요로 하는 경우가 있는데, 이러한 조합은 [[몰리브데넘]]-[[황]]의 조합과 비슷한 역할을 한다.

또한, 텅스텐은 토양 속에서 [[산화]]하여 [[양이온]]이 된다. 이러한 텅스텐 양이온은 토양 속에 사는 [[원핵생물]]들이 특정 효소 내에서 몰리브데넘 대체용으로 사용하기도 한다. 토양의 [[수소 이온 농도|산성도]]에 따라 텅스텐이 [[중합]]되는 정도가 달라지기도 한다. 일반적으로 토양이 [[산성]]일 경우 텅스텐 [[중합체]]가 잘 형성된다.

== 역사 ==
텅스텐은 1781년 [[칼 빌헬름 셸레]]가 발견하였다. 당시 그는 [[회중석]]에서 얻을 수 있는 [[텅스텐산]]을 처음으로 발견하고는 이 [[산 (화학)|산]]을 [[환원]]시켜 새로운 금속 원소를 얻을 수 있을 것이라고 예측했다. 1783년에는 엘야르 형제([[:en:Juan Jose Elhuyar|Jose Elhuyar]], [[:en:Fuasto Elhuyar|Fausto Elhuyar]])가 철망가니즈중석에서 같은 물질을 발견하였고 이를 목탄으로 환원시켜 순수한 텅스텐을 발견하였다.

[[제2차 세계대전]] 동안에는 텅스텐이 군사적으로 중요한 역할을 하였다. 텅스텐은 높은 온도에서도 잘 견디고 다른 금속과 섞으면 강도가 높아지는 성질이 있어 군용으로 많이 사용된다. 이 때문에 당시 [[유럽]] 내 주요 산지였던 [[포르투갈]]은 [[:en:Panasqueira|파나스케이라]] 지방의 철망가니즈중석 자원 때문에 [[연합국]]과 [[추축국]] 모두로부터 압력을 받기도 하였으나, 동시에 이득을 취하기도 하였다.

한편, 텅스텐이라는 이름은 [[스웨덴어]] tung sten에서 유래한 것인데, 이는 고대 [[스웨덴어]]로 회중석을 지칭하는 말이며, '무거운 돌(중석)'이라는 뜻이다. 따라서 텅스텐이라는 이름은 [[스칸디나비아]] 지역에서는 사용되지 않는다. 원소 기호 W는 [[독일어]]에서 사용되는 이름인 'wolfram'에서 따온 것으로, [[늑대]]라는 뜻이다.

== 동위 원소 ==
{{본문|텅스텐 동위 원소}}
자연에는 다섯 종류의 텅스텐 [[동위 원소]]가 존재하며, 모두 [[반감기]]가 매우 길어 안정한 원소로 분류되는 동위 원소들이다. 이론상으로는 안정한 텅스텐 동위 원소 5가지 모두 [[알파 붕괴]]를 통해 [[하프늄]]으로 붕괴할 수 있지만 현재까지는 <sup>180</sup>W만이 약 1.8×10<sup>18</sup>년의 반감기를 거쳐 [[방사성 붕괴]]하는 것이 관찰되었으며, 이는 평균적으로 1년에 1g의 텅스텐 중에서 <sup>180</sup>W 원자 2개만이 붕괴하는 것과 같다. 다른 [[안정 동위 원소]]들은 아직까지 붕괴하는 것이 관찰된 적은 없으며 모두 반감기가 4×10<sup>18</sup> 이상인 것으로 추정되나 실제로 붕괴하지 않을 수도 있다. 이외에 [[원자량]] 158에서 192 사이에 30개의 [[인공 방사성 동위 원소]]와 4개의 [[준안정]] 동위 원소가 발견되었으며, 이들 중 가장 안정한 것은 반감기 121.2일의 <sup>181</sup>W이다.

== 용도 ==
=== 고강도 물질 ===
전체 텅스텐 생산량의 약 60%　정도는 탄화 텅스텐(WC)를 기반으로 한 고강도 물질의 생산에 이용된다. 이는 [[탄화물]] 중 가장 단단한 물질 중의 하나로, [[경도]]는 [[다이아몬드]]와 비슷하며 [[녹는점]]은 약 2770&nbsp;°C이다. 매우 단단한 특성을 이용하여 칼, 드릴, 톱 등 절단 용구에 많이 사용된다. 일부는 반지 제조에 사용되기도 한다.

=== 합금 ===
텅스텐은 단단하고 밀도가 높아 중금속의 [[합금]]에 많이 이용되며, 특히 고강도강은 텅스텐 함량이 18% 정도이다. 녹는점도 매우 높으므로 [[로켓]]이나 [[미사일]]의 [[로켓 엔진|엔진]] 노즐에도 사용된다. 텅스텐을 [[철]], [[니켈]], [[코발트]] 등과 혼합하여 만든 합금은 매우 무거우므로 [[감손 우라늄#열화 우라늄탄|열화 우라늄탄]]을 대신하여 [[운동 에너지탄]]에 사용하기도 한다. [[방사능]]이 문제가 되는 경우 등 열화 우라늄탄을 사용할 수 없는 곳에 주로 사용하며, 이와 비슷하게 [[포탄]]의 탄피, [[수류탄]], 미사일 등에 사용된다. 이밖에도 [[항공우주공학]], 자동차 산업, 방사선 보호 등 텅스텐은 다양한 분야에 널리 사용된다.

=== 기타 ===
* 황화 텅스텐(IV)은 [[탈황]] 작용의 [[촉매]]로 이용된다.
* 텅스텐 산화물은 [[세라믹]] 제조에 이용된다. 촉매의 물리적인 강도를 높이거나 수명을 늘이는데 사용하기도 한다. 삼산화 텅스텐(WO<sub>3</sub>)은 [[화력 발전소]]에서 생성되는 [[질소 산화물]](NO<sub>x</sub>)을 [[암모니아]](NH<sub>3</sub>)와 반응시켜 [[질소]](N<sub>2</sub>)와 [[물]](H<sub>2</sub>O)로 바꾸는 반응의 촉매로 사용된다.
* 텅스텐은 녹는점이 매우 높고 고온에서도 잘 견디므로 [[전구]], [[음극선관]], [[진공관]]의 [[필라멘트]], TIG [[용접]]의 전극봉 등에 사용된다.
* 밀도가 [[금]]과 비슷하므로 보석에서 금이나 [[백금]] 대용으로 사용되기도 한다.

== 존재 ==
{{본문|대한민국의 자원#한국의 지하자원(地下資源)}}
텅스텐은 철망가니즈중석, [[회중석]] 등의 광물에서 주로 산출된다. 2009년 기준으로 [[중국]]이 전 세계 생산량의 약 83%에 해당하는 51,000톤을 생산하였으며, [[제2차 세계대전]] 당시에는 [[미국]]의 텅스텐 공급에 도움을 주기도 하였다. 이외에 [[러시아]], [[캐나다]], [[볼리비아]], [[오스트리아]], [[포르투갈]], [[태국]], [[브라질]], [[페루]], [[르완다]] 등에서도 상당량 생산되었으며, 이 중 포르투갈은 제2차 세계대전 당시 중립국이면서도 [[연합국]]과 [[나치 독일]] 양측 모두에 텅스텐을 판매하여 이득을 보았다.

[[한국]]에는 텅스텐이 최소 약 970만톤 ~ 최대 3천만톤(80년 사용 가능한 분량)가량 매장되어 있다고 한다. [[강원도]] [[영월군]] 상동광산은 단일 광구로서는 한때 세계 최대의 광산이었다. 그러나 1990년대 값싼 중국산 텅스텐 유입으로 폐광되었고 대한중석은 [[거평그룹]]에 매각되었다.<ref>{{뉴스 인용|제목=대한중석, 거평 소유로 넘어가 민영화|url=https://news.kbs.co.kr/news/pc/view/view.do?ncd=3737927|뉴스=KBS 9시뉴스|위치= |날짜=1994-02-28}}</ref> 2020년부터 [[상동광산]] 재개광을 추진중이다.<ref>{{뉴스 인용|저자=홍정화 기자|제목=알몬티, 상동 텅스텐 광산 개발 본격화…중국 의존도 낮추기|url=http://www.g-enews.com/ko-kr/news/article/news_all/202308041331373998e8b8a793f7_1/article.html|뉴스=글로벌이코노믹|위치= |날짜=2023-08-04}}</ref>

== 주의사항 ==
텅스텐은 자연에서 흔하게 존재하는 원소는 아니며, 대체로 화학적 활성이 적기 때문에 자연에 미치는 영향은 적다. 그러나 일부 수용성의 텅스텐 화합물은 [[중추 신경계]]에 영향을 미칠 수도 있으므로 주의해야 한다<ref>{{웹 인용 |제목=Occupational Safery & Health Administration: Tungsten (as W) Soluble Compounds |저자=United States Department of Labor |url=https://www.osha.gov/dts/chemicalsampling/data/CH_274600.html |확인날짜=2014-07-23 |archive-date=2014-07-28 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140728031915/https://www.osha.gov/dts/chemicalsampling/data/CH_274600.html |url-status=dead }}</ref>.

== 같이 보기 ==
* [[산화 텅스텐]]
== 각주 ==
<references/>

== 외부 링크 ==
{{위키공용과 분류|Tungsten}}
{{위키낱말사전|텅스텐}}
* {{네이버캐스트|21364}}
* {{언어링크|en}} [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/W/index.html 텅스텐 - WebElements.com]
* [https://web.archive.org/web/20100318130416/http://www.pniok.de/w.htm 텅스텐 사진]

{{원소 주기율표}}

{{전거 통제}}

[[분류:텅스텐| ]]
[[분류:전이 금속]]
[[분류:화학 원소]]
[[분류:텅스텐 광물]]