التنغستن هو العنصر الكيميائي رقم 74 في الجدول الدوري وأثقل المعادن. ويوجد بشكل طبيعي في التربة، في نوعين من المعادن تسمى الشيليت والولفراميت، بنسبة 1.38 جزء في المليون. خصائصه الفريدة تجعل هذا المعدن مفيدًا جدًا في صناعة التكنولوجيا. ثم تعرف على كافة تفاصيل هذا المعدن.
ما هو التنغستن؟
وهو عنصر طبيعي، صلب للغاية وكثيف المظهر، أبيض رمادي ولامع. وهو يتمتع بأعلى درجة انصهار بين العناصر الانتقالية حيث تبلغ درجة حرارته 3422 درجة مئوية للتحول من الصلب إلى السائل. بالإضافة إلى ذلك، من خلال العمليات الكيميائية، يمكن تحويله إلى ملح قابل للذوبان ومسحوق وأكسيد التنغستن.
رمز التنغستن
يشير اسمها إلى أبرز خصائص الفلزات. انها تأتي من الكلمة السويدية التنغستن والتي تترجم إلى تونغ، وهذا يعني الحجر الثقيل، وحجر ستينو ، وهذا يعني الحجر الثقيل. قام الكيميائيان السويديان توبيرن بيرجمان وكارل فيلهلم بدراسة التنغستن واكتشفا عنصرًا جديدًا، ورغم فشلهما في فصله، أطلقوا عليه اسم التنغستن.
من ناحية أخرى، يأتي Wolfram من اللغة الألمانية ومعناه ليس له قيمة تذكر. تم إعطاء هذا الاسم الأخير من قبل الإسباني خوان خوسيه إلهويار، عندما تمكن من عزل العنصر في حالته النقية من الولفراميت. ومع ذلك، حتى اليوم، ظل اسمه سببًا للجدل حول اسم العنصر، على الرغم من أن الكثيرين يعتقدون أن كلا الشكلين يجب أن يكونا رسميًا. في الوقت الحالي، يمثل ولفرام أشباه الفلزات.
ميزات ولفرام
ويتميز التنجستين بتعدد استخداماته حيث يمكن عمله في حالته النقية أو خلطه مع عناصر أخرى. وبالإضافة إلى ذلك، فهو يتمتع بأقل معامل تمدد حراري في حالته النقية بين جميع المعادن، وهو الأكثر مقاومة للاحتكاك. كما أن لديها مواصفات قيمة أخرى وهي موضحة أدناه:
- الحالة : صلبة وصعبة للغاية.
- اللون : المعدن في حالته النقية يكون أبيض ورمادي عندما يحتوي على شوائب.
- الذوبان : وهو غير قابل للذوبان في الماء.
- السمية : منخفضة، ولا تصبح سامة إلا بكميات كبيرة للإنسان، ولم يتم اكتشاف تلوث قوي بالتنغستن في البيئة.
- التفاعلية : يتفاعل عند درجة حرارة عالية مع الكربون والكبريت والكلور واليود وثاني أكسيد الكربون.
- الهيكل : بلوري مكعب مركزي.
- التركيب : 74 إلكترونًا، 108 نيوترونًا، 74 بروتونًا.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية للتنغستن
- العدد الذري : 74
- الفترة : 6
- كتلة : د
- المجموعة : 6
- نصف القطر التساهمي (Å): 146 م
- الكثافة: 19,250 كجم/م3
- نقطة الغليان: 5,555 درجة مئوية
- نقطة الانصهار: 3,420 درجة مئوية
- نصف القطر الذري: 193
- متوسط نصف القطر: 135 ساعة
- السالبية الكهربية: 2.36
- حالة الأكسدة: 6، 5، 4، 3، 2
- جهد التأين الأول eV: kJ/mol
- التكوين الإلكتروني: [Xe]4f14 5d4 6s2
- الموصلية الحرارية: 174 واط/(كم)
- الموصلية الكهربائية: 18.9 × 10 6 م -1 ·Ω -1
- الكتلة الذرية (جم/مول): 182.84 ش
- إلكترونات لكل طبقة: 2، 8، 18، 32، 12، 2
- أكسيد: حمضي قليلا
- الحرارة النوعية: 130 جول/(ك.كجم)
أصل التنغستن
أجرى الكيميائيان السويديان كارل فيلهلم وبيرجمان توبيرن أبحاثًا على التنغستن، وهو معدن لم يكن معروفًا من قبل. وتوصلوا إلى نتيجة مفادها أن هناك عنصرًا جديدًا، لكن دون أن يتمكنوا من التعرف عليه أو فصله عن المعدن بأكمله.
وفي وقت لاحق، في عام 1783، نجح الكيميائي الإسباني الشهير خوان خوسيه الهويار وأخيه فاستو في استخلاص العنصر النقي الجديد الذي أطلقوا عليه اسم ولفرام أو تنغستن. تم الاكتشاف في مناجم تقع بين جمهورية التشيك وألمانيا. ويوجد في الطبيعة بين الصخور أو في مخاليط مع معادن معينة.
ما هو ولفرام ل؟
يتم استخدامه كمادة لصنع أدوات القطع الصلبة التي تتطلب السرعة. ومنذ ذلك الحين، يشكل هذا العنصر تركيبة قوية مثل السبائك الحديدية مع الحديد أو الفولاذ وكربيد الولفرام. هذا الأخير يحل محل الماس في صناعة القوالب والثقوب.
ومن ناحية أخرى، تستخدم بلورات التنغستن كدرع وقائي لمنع أنواع مختلفة من الإشعاع مثل انبعاثات النيوترونات وأشعة جاما. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه في صناعة الأدوات التالية:
- قضبان اللحام.
- كاثودات لأنابيب الطاقة.
- أهداف الأشعة السينية.
- لوحات لموزعي الطائرات والسيارات.
- مصابيح كهربائية.
- معدات الكترونية.
- أدوات لأطباء الأسنان.
- الأدوات المعدنية.
- اغاني مجنونة.
أكسيد التنغستن
ينتج التنغستن حالات أكسدة العناصر الأكثر استقرارًا بين 2+ و6+. وهو يحتل المجموعة الفرعية من الجدول الدوري، مع الكروم والموليبدينوم بسبب خصائصه الكيميائية المتشابهة جدًا. الأكاسيد الأربعة محددة للغاية، بالإضافة إلى اثنين من الكربيدات. ومن ناحية أخرى، فإنه يشكل مركبات الكربونيت والسيليسيد والبوريد والكبريتيد والنيتريد.
باختصار، بسبب المقاومة العالية للتآكل والصلابة ونقطة الانصهار العالية للتنغستن، يتم استخدامه في تصنيع سلسلة من أدوات القطع وأدوات طب الأسنان. كما أنه واقي ممتاز ضد الإشعاع، دون إنتاج مستويات عالية من السمية مثل الرصاص.