钨

字源

瑞典化學家最早由白鎢礦中分離出鎢酸，因此根據白鎢礦這種礦石的瑞典古名，將這種元素以瑞典語：tungsten（這個字可被分解為tung sten，字面意義為重石）命名。在英文、法文等語言中，都使用這個名稱(除了北歐五國)。但因為tungsten在瑞典文中也是白鎢礦的名稱，為了避免混淆，瑞典採用volfram作為元素的名稱。
在歐洲其他國家，主要以德文及各斯拉夫語為代表，則使用德語：wolfram或volfram，在北歐五國也使用這個名稱。這個名稱來自黑鎢礦（Wolframite）這個礦石的名字。符號「W」及中文「鎢」的來源都來自德文Wolfram。
黑鎢礦（Wolframite）的名字來自德文 "wolf rahm" ("wolf soot"狼煤煙 或 "wolf cream"狼奶油)，於1747年由約翰‧嘎爾修特‧瓦萊裡烏斯給定。這來自於拉丁文 "lupi spuma"，為格奧爾格·阿格里科拉在1546年對這個元素的稱呼，英文翻譯為「狼的白沫」，指的是這個礦物在萃取的過程消耗大量的錫。

物理性質

純鎢是鋼灰色至錫白色的堅硬金屬，通常很脆而不易金屬加工，非常純的鎢可以維持它的硬度（高於許多其他金屬），且具有延展性，易於加工。鎢的加工方法有鍛造、拉伸和衝擊。鎢常常以燒結的方法製成。
在所有純金屬中，鎢的熔點最高（3415℃，6192 °F）蒸汽壓最低，（溫度1650℃，3000 °F以上），強度最高。雖然碳相較於鎢能在較高的溫度下維持固態，但是碳在氣壓下容易昇華而非熔化，因此，它不具有熔點。鎢擁有最低的熱膨脹係數。它的低熱膨脹係數、高熔點，以及高抗張強度，都源自於鎢原子間的強共價鍵。少量的鎢與鋼合金，能夠大大提升它的硬度
鎢以兩種晶體慣態結構存在：α和β。前者以立方體心堆積，是較穩定的組成。後者則是亞穩定的A15 立方體堆積，但因為非平衡合成或雜質造成的穩定性，可以與周圍條件下的α相共存。相較於α相擁有等長的晶粒，β相展現圓柱狀的晶性。α相的電阻率只有β相的三分之一，且具有遠低於β相的超導轉移溫度（臨界點TC）：ca. 0.015 K vs. 1–4 K；混合兩者可以得到中間值得臨界溫度TC。以其他金屬與鎢合金也可以提高它的臨界溫度TC，此類鎢合金可以用於低溫超導電路。

同位素

天然鎢由四種穩定同位素（¹⁸²W、¹⁸³W、¹⁸⁴W 以及 ¹⁸⁶W）以及一種長壽命的放射性同位素（¹⁸⁰W）組成 [¹⁸⁰W的半衰期非常長，可以看作是穩定同位素]。理論上，這五種同位素都能夠藉由α衰變成元素72（鉿），但只有¹⁸⁰W觀測到此種現象（半衰期：(1.8±0.2)×10¹⁸年）。平均來說，每年每克的¹⁸⁰W進行兩次α衰變，其他同位素尚未被觀察到天然衰變，因此它們的半衰期至少4 × 10²¹年。
目前有另外30種鎢的人造放射性同位素被確立，其中最穩定是半衰期121.2天的¹⁸¹W、75.1天的¹⁸⁵W、69.4天的¹⁸⁸W、21.6天的¹⁷⁸W以及23.72小時的¹⁸⁷W。剩下所有的放射性同位素，半衰期都不超過三小時，其中大部份的更少於八分鐘。鎢也有11種變異，最穩定的是¹⁷⁹ᵐW（t1/2 6.4 分鐘）。

化學性質

鎢元素可以阻隔氧、酸和鹼金屬的腐蝕。
鎢最常見的氧化態是+6價，但它也有-2至+6之間的氧化狀態。最常見的氧化物是黃色的三氧化鎢， WO₃，它可以在鹼性的水中溶化形成WO2−
4碳與粉狀鎢加熱可以製成鎢的碳化物（W₂C  和 WC），W2C通常不易發生化學反應，但容易和氯產生六氯化鎢（WCl₆）。
在中性或酸性水溶液中，鎢可以形成異性聚合酸以及多原子離子酸，隨著鎢酸鹽與酸作用，先形成可溶的亞穩定」仲鎢酸A」陰離子W
7O6–
24，接著轉變成溶解度較低的」仲鎢酸B「陰離子 H
2W
12O10–
42，最後穩定態達成，更酸化成易溶的的偏鎢酸根陰離子H
2W
12O6–
40。偏鎢酸根離子以對稱的十二鎢酸八面體存在（Keggin structure）。許多其他的多原子離子酸以亞穩定種類存在，包括以磷取代偏鎢酸根中心的兩個氫原子，製成多變的異性聚合酸，例如磷鎢酸。
三氧化鎢可以與鹼金屬形成嵌入intercalation化合物，被稱作青銅，例如鈉鎢青銅 。

歷史

1781年，瑞典化學家卡爾·威廉·舍勒發現，使用白鎢礦，可以製作出一種新的酸，即鎢酸。當時卡爾·威廉·舍勒與其友人托爾貝恩·貝里曼皆相信在鎢酸中一定可以進一步分解出一種新的化學元素。1783年胡塞·德盧亞爾和浮士圖·德盧亞爾兄弟發現從黑鎢礦可以獲得同樣的酸。同年他們使用木炭還原鎢酸獲得了鎢，因此他們被公認為鎢的發現者[他們稱之為"wolfram" 或 "volfram"]。
鎢的戰略價值在二十世紀早期受到注意。英國當局在1912年把卡羅克礦坑(Carrock mine)從德國擁有的坎布里亞礦業公司解放出來，還有在一次世界大戰期間限制德國其他的取得來源。在二次世界大戰，鎢在政治交涉上扮演更加重要的角色。鎢在歐洲的主要來源是葡萄牙，當時受到雙方的壓力，因為在帕納什凱拉沉積的鎢礦。鎢抗高溫的特性，其硬度和密度，以及強化合金的功效讓它成為軍工業的重要材料，用作武器和設備的成分與製作過程(例如碳化鎢切割工具用於機械加工鋼鐵)。

生理作用

還原酶使用鎢蝶呤。
雖然有人懷疑鎢會導致白血病，但是至今為止缺乏有說服力的證明。

來源

黑鎢礦、白鎢礦、鎢鐵礦等礦物含鎢。重要的鎢礦位於玻利維亞、美國加利福尼亞州和科羅拉多州、加拿大、中國、越南、葡萄牙、俄羅斯以及韓國。中國出產全世界鎢的75%。通過使用碳還原鎢的氧化物獲得純的金屬。
全世界鎢的貯藏總量估計為700萬噸，其中約30%是黑鎢礦，70%是白鎢礦。但是目前大多數這些礦藏無法經濟性地開採。按照目前的消耗量這些礦藏只夠使用約140年。另一個獲得鎢的方法是回收。回收的鎢比鎢礦含量高，事實上利潤很高。
2017年中國、越南與俄羅斯分別供應了79,000、7,200、3,100頓。加拿大在2015年底停止生產因為其唯一的鎢礦礦坑關閉。越南在2010年左右因為其精煉工程的重大優化，大幅增加其產出，產量超過俄羅斯和玻利維亞。
中國仍然不只是全世界鎢製品最大的製造者，也是最大的出口和消費者。鎢的製造在中國外因需求上升而逐漸增加。同時中國的供給受到中國政府的嚴格管制，來對抗非法採礦和過多來自採礦與精煉過程的污染。
鎢被認為是衝突礦石，因為在剛果共和國的不道德採礦行為。
在英國達特穆爾的邊緣有大量的鎢礦沉積，在一次和二次世界大戰期間有利用。隨著鎢的價格上升，這個礦坑在2014年重新開張，但在2018年關閉。

化合物

鎢最常見的氧化態是+6價，但它也有-1至+6之間的氧化狀態。最常見的氧化物是黃色的三氧化鎢，WO₃，它可以在鹼性的水中溶化形成WO₄²⁻。

同位素

自然界裡出現的有五種鎢的同位素，其中¹⁸²W、¹⁸³W、¹⁸⁴W、¹⁸⁶W是穩定同位素，¹⁸⁰W的半衰期非常長，可以被看作是穩定同位素。所有這些同位素理論上均可以通過α衰變蛻化為鉿，但是至今為止只有¹⁸⁰W能夠被觀測到自然衰變，其半衰期為1.8×10¹⁸年，其它同位素沒有被觀測到自然衰變，估計的半衰期下界：¹⁸²W, T1/2 > 1.7×10²⁰ 年，¹⁸³W, T1/2 > 8×10¹⁹ 年， ¹⁸⁴W, T1/2 > 1.8×10²⁰ 年， ¹⁸⁶W, T1/2 > 4.1×10¹⁸ 年。平均每年在一克¹⁸⁰W中發生兩次α衰變。
鎢目前有27種人造放射性同位素，其中最穩定的是¹⁸¹W，其半衰期為121.2天，¹⁸⁵W的半衰期為75.1天，¹⁸⁸W的半衰期為69.4天，¹⁷⁸W的半衰期為21.6天。其它放射性同位素的半衰期均在24小時以下，其中大多數少於8分鐘。