عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
74W

تنغستن

تنغستن عنصر كيميائي عدده الذري 74 ورمزه W. يقع في الدورة 6، المجموعة 6 ضمن القطاع d. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Xe] 4f14 5d4 6s2.

العدد الذري74
الكتلة الذرية القياسية183.84(1)
المجموعة6
الدورة6
القطاعd
التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f14 5d4 6s2
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

يؤثر امتلاء تحت المستوى d مباشرة في كيمياء تنغستن. تقارب طاقات إلكترونات s وd في الفلزات الانتقالية يسمح بعدة حالات أكسدة وتكوين معقدات تناسقية ونشاط حفزي متنوع.

التوزيع الإلكتروني لـتنغستن هو [Xe] 4f14 5d4 6s2. عند فقد الإلكترونات أو إعادة ترتيبها في المركبات يتغير إشغال مدارات d، وهو ما ينعكس على اللون والمغناطيسية ونوع الروابط والتفاعلية.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

تشمل الأشكال الكيميائية المهمة لـتنغستن الفلز والسبائك والأكاسيد والهاليدات والمعقدات التناسقية. تقارب طاقات إلكترونات s وd يسمح بعدة حالات أكسدة، ويمكن للربيطات أن تغير اللون والمغناطيسية والتفاعلية بوضوح.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 19.25 g/cm³. نقطة الانصهار هي 3 695 K (3 422 °C). نقطة الغليان هي 6 203 K (5 930 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد تنغستن وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر تنغستن في تطبيقات مرتبطة بـأدوات قطع، إلكترونيات وسبائك. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

أدوات قطع

يُستخدم تنغستن في مواد شديدة الصلابة أو مقاومة للحرارة تساعد أدوات القطع على الاحتفاظ بحافتها تحت الأحمال العالية.

إلكترونيات

يُستخدم تنغستن في المكونات والمواد الإلكترونية عندما تكون الموصلية أو السلوك شبه الموصل أو الاستجابة الضوئية أو الثبات الكيميائي مفيدة.

سبائك

يُضاف تنغستن إلى الفلزات أو السبائك لتعديل القوة ومقاومة التآكل وسلوك الانصهار أو الأداء عند درجات الحرارة المرتفعة.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع تنغستن في الدورة 6 والمجموعة 6. العناصر المجاورة المعروضة هي: نيوبيوم؛ موليبدينوم؛ تكنيتيوم؛ تانتالوم؛ رينيوم؛ دوبنيوم؛ سيبورغيوم؛ بوريوم. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيففلز انتقالي
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 18 · 32 · 12 · 2
الكثافة19.25 g/cm³
نقطة الانصهار3 687 K (3 414 °C)
نقطة الغليان6 203 K (5 930 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ2.36
طاقة التأين الأولى759kJ/mol
الألفة الإلكترونية78.76 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف تنغستن بأعمال كارل فيلهلم شيله. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـتنغستن هي 183.84(1). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.

لـتنغستن نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

تعتمد مخاطر تنغستن على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.