Proprietăți fizice

În forma sa brută, wolfram este un metal dur de culoare gri-oțel, care este adesea fragil și greu de lucrat. Dacă este făcut foarte pur, wolframul își păstrează duritatea (care o depășește pe cea a multor oțeluri) și devine suficient de maleabil încât să poată fi prelucrat cu ușurință. Este prelucrat prin forjare, trefilare sau extrudare. Obiectele din wolfram sunt, de asemenea, formate în mod obișnuit prin sinterizare. Dintre toate metalele în formă pură, wolfram are cel mai înalt punct de topire (3422 grade , 6192 grade F), cea mai scăzută presiune a vaporilor (la temperaturi peste 1650 grade , 3000 grade F) și cea mai mare rezistența la tracțiune.[13] Deși carbonul rămâne solid la temperaturi mai ridicate decât wolfram, carbonul sublimează, mai degrabă decât se topește, astfel încât wolframul este considerat a avea un punct de topire mai mare. Tungstenul are cel mai mic coeficient de dilatare termică dintre orice metal pur. Expansiunea termică scăzută și punctul de topire ridicat și rezistența la tracțiune a wolframului provin din legăturile covalente puternice formate între atomii de tungsten de către electronii 5d. Aliarea unor cantități mici de wolfram cu oțel crește foarte mult duritatea acestuia.[6] Tungstenul există în două forme cristaline majore: și . Primul are o structură cubică centrată pe corp și este forma mai stabilă. Structura fazei se numește A15 cubic; este metastabil, dar poate coexista cu faza în condiții ambientale datorită sintezei neechilibrate sau stabilizării prin impurități. Spre deosebire de faza care cristalizează în granule izometrice, forma prezintă un obicei colonar. Faza are o treime din rezistivitatea electrică și o temperatură de tranziție supraconductivă mult mai mică TC față de fază: ca. 0,015 K față de 1–4 K; amestecarea celor două faze permite obținerea unor valori intermediare TC.Valoarea TC poate fi crescută și prin aliarea wolframului cu alt metal (ex. 7,9 K pentru W-Tc). Astfel de aliaje de wolfram sunt uneori folosite în circuite supraconductoare la temperatură joasă. Izotopi Tungstenul natural este format din cinci izotopi ale căror timpi de înjumătățire sunt atât de lungi încât pot fi considerați stabili. Teoretic, toți cei cinci se pot degrada în izotopi ai elementului 72 (hafniu) prin emisie alfa, dar s-a observat că doar 180 W fac acest lucru cu un timp de înjumătățire de (1,8 ± 0,2) × 1018 ani; în medie, aceasta produce aproximativ două descompunere alfa de 180 W într-un gram de wolfram natural pe an. Ceilalți izotopi naturali nu au fost observați să se descompună, limitând timpul lor de înjumătățire să fie de cel puțin 4 × 1021 ani. Au fost caracterizați alți 30 de radioizotopi artificiali de wolfram, dintre care cei mai stabili sunt 181W cu un timp de înjumătățire de 121,2 zile, 185W cu un timp de înjumătățire de 75,1 zile, 188W cu un timp de înjumătățire de 69,4 zile, 178W cu o jumătate de timp. -durata de 21,6 zile, si 187W cu un timp de injumatatire de 23,72 h. Toți izotopii radioactivi rămași au timpi de înjumătățire mai mic de 3 ore, iar cei mai mulți dintre aceștia au timpi de înjumătățire sub 8 minute Tungstenul are, de asemenea, 4 stări meta, cea mai stabilă fiind 179 mW (t1/2 6,4 minute). ). Proprietăți chimice Tungstenul elementar rezistă atacului de oxigen, acizi și alcalii. Cea mai comună stare de oxidare formală a wolframului este +6, dar prezintă toate stările de oxidare de la -2 la +6. Tungstenul se combină de obicei cu oxigenul pentru a forma oxidul de tungstic galben, WO3, care se dizolvă în apă alcalină. soluții pentru a forma ioni de wolfram, WO2−4.Carburele de wolfram (W2C și WC) sunt produse prin încălzirea tungstenului sub formă de pulbere cu carbon. W2C este rezistent la atacul chimic, deși reacționează puternic cu clorul pentru a forma hexaclorura de wolfram (WCl6). În soluție apoasă, tungstatul dă heteropoliacizi și anioni polioxometalat în condiții neutre și acide. Pe măsură ce wolfram este tratat progresiv cu acid, mai întâi dă anionul „paratungstat A” solubil, metastabil, W7O6–24, care în timp se transformă în anionul „paratungstat B” mai puțin solubil, H2W12O10–42. Acidificarea ulterioară produce metatungstat foarte solubil. anion, H2W12O6–40, după care se atinge echilibrul. Ionul metatungstat există ca un grup simetric de douăsprezece octaedre de tungsten-oxigen cunoscut sub numele de anionul Keggin. Mulți alți anioni polioxometalat există ca specii metastabile. Includerea unui atom diferit, cum ar fi fosforul, în locul celor doi hidrogeni centrali în metatungstat produce o mare varietate de heteropoliacizi, cum ar fi acidul fosfotungstic H3PW12O40. Trioxidul de wolfram poate forma compuși de intercalare cu metalele alcaline. Acestea sunt cunoscute ca bronzuri; un exemplu este bronzul de tungsten de sodiu.