Élément chimique · fiche de référence

74W

Tungstène

Le tungstène est l’élément 74 (W), situé en période 6, groupe 6 et dans le bloc d. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Xe] 4f14 5d4 6s2.

Numéro atomique74

Poids atomique standard183,84(1)

Groupe6

Période6

Blocd

Configuration électronique[Xe] 4f14 5d4 6s2

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

La sous-couche d intervient directement dans la chimie du tungstène. Les électrons d et s ont souvent des énergies proches, ce qui favorise plusieurs états d’oxydation, la formation de complexes et, pour de nombreux métaux de transition, des propriétés catalytiques.

La configuration [Xe] 4f14 5d4 6s2 doit être lue avec l’état d’oxydation du composé : retirer des électrons modifie l’occupation des orbitales d et peut changer couleur, magnétisme, géométrie de liaison et réactivité.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

Pour le tungstène, les formes chimiques importantes comprennent le métal et ses alliages, ainsi que des oxydes, des halogénures et des complexes de coordination. Plusieurs états d’oxydation sont souvent possibles car les électrons s et d ont des énergies proches ; les ligands autour de l’ion métallique peuvent modifier fortement couleur, magnétisme et réactivité.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 19,25 g/cm³. Le point de fusion est 3 687 K (3 414 °C). Le point d’ébullition est 6 203 K (5 930 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le tungstène possède le point de fusion le plus élevé des métaux purs. Il est utilisé dans les outils et matériaux très résistants à l’usure, notamment sous forme de carbure de tungstène, ainsi que dans certaines applications à haute température et en électronique.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

outils de coupe

Le tungstène est utilisé dans des matériaux très durs ou résistants à la chaleur capables de garder leurs propriétés sous de fortes contraintes.

électronique

Le tungstène entre dans des composants ou matériaux électroniques pour leurs propriétés de conduction, de semi-conduction, d’optique ou de stabilité chimique.

alliages

Le tungstène est ajouté à des métaux pour modifier leur résistance, leur tenue à la corrosion, leur fusion ou leurs performances à haute température.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le tungstène est en période 6 et dans le groupe 6. Dans le voisinage affiché, il se trouve entre le tantale et le rhénium sur la même période ; le molybdène est au-dessus et le seaborgium au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationmétal de transition

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 18 · 32 · 12 · 2

Masse volumique19,25 g/cm³

Point de fusion3 687 K (3 414 °C)

Point d’ébullition6 203 K (5 930 °C)

Électronégativité de Pauling2,36

Première énergie d’ionisation759kJ/mol

Affinité électronique78,76 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du tungstène est associée à Carl Wilhelm Scheele. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 183.84(1). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

Le tungstène possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

Les risques associés au tungstène dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. Le tungstène élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.