სახე

მონაცრისფერო-თეთრი

ძირითადი თვისებები

დასახელება, სიმბოლო, ნომერი

ვოლფრამი, W, 74

წარმოთქმა

ელემენტის კატეგორია

გარდამავალი მეტალი

ჯგუფი, პერიოდი, ბლოკი

6, 6, d

ატომური მასა

183.84 გ მოლი-1

ელექტრონული კონფიგურაცია

[Xe] 4f14 5d4 6s2

ელექტრონები ორბიტალებზე

2, 8, 18, 32, 12, 2
(იხ. სურათი)

ფიზიკური თვისებები

აგრეგატული მდგომარეობა

მყარი

სიმკვრივე

19.25 გ სმ-3

სიმკვრივე თხევად მგდომარეობაში (ლღობის ტემპერატურაზე)

17.6 გ სმ-3

ლღობის ტემპერატურა

3695 K, 3422˚C
6192 ˚F

დუღილის ტემპერატურა

5828 K, 5555 ˚C, 10031 ˚F

კრიტიკული წერტილი

დნობის სითბო

35.3 კჯ მოლი-1

აორთქლების სითბო

806.7 კჯ მოლი-1

სპეციალური სითბოტევადობა

(25 ˚C)
24.27 კჯმოლი-1
K-1

ორთლის წნევა
P(Pa) 1 10 100 1k 10k 100k
T(K)-ზე 3477 3773 4137 4579 5127 5823

ატომური თვისებები

ჟანგვითი რიცხვები

6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, −1, -2

ელექტროუარყოფითობა

2.36 (პოლინგის შკალა)

იონიზაციის ენერგიები

770

ატომური რადიუსი

139 pm

კოვანელტური რადიუსი

162 pm

ვან დერ ვაალსის რადიუსი

-pm

სხვადასხვა

კრისტალური სტრუქტურა

მოცულობითად ცენტრირებული

მაგნიტური მოწესრიგებულობა

პარამაგნიტური

კუთრი ელექტრული წინაღობა

(20˚C) 52.8ნΏ მ

სითბოგამტარობა

(300 K) 173 ვტმ-1K-1

სითბოგადაცემა

(25˚C) 4.5 µm m-1K-1

ბგერის სიჩქარე

(20˚C) -მ/წმ

იუნგის მოდული

411 გპა

შერის მოდული

161 გპა

ბულკის მოდული

310 გპა

სიმტკიცე მოსის მიხედვით

7.5

CAS-ის რეფისტრაციის ნომერი

7440-33-7

მდგრადი იზოტოპები

იზოტოპი NA ნახევარ-სიცოცხლე DM DE(MeV) DP
180W 0.12% 1.8×1018 y α 2.516 176Hf
181W syn 121.2 d ε 0.188 181Ta
182W 26.50% 182W სტაბილურია 108 ნეოტრონით
183W 14.31% 183W სტაბილურია 109 ნეოტრონით
184W 30.64% 184W სტაბილურია 110 ნეოტრონით
185W სინთ 75.1 d β 0.433 185Re
186W 28.43% 186W სტაბილურია 112 ნეოტრონით

ვოლფრამი

 

 

ვოლფრამი (ლათ. Wolframium) წარმოადგენს ქიმიურ ელემენტს, რომლის სიმბოლოა W და ატომური ნომერი 74. მყარი ნაცრისფერი გარდამავალი მეტალი. მათავარი გამოყენება - როგორც საფუძველი ძნელადლღობადი მასალებისა მეტალურგიაში. უკიდურესად ძნელადლღობადი, სტანდარტულ პირობებში ქიმიურად მდგრადია.

 

ისტორია და დასახელების წარმოშობა

მე-14 მე-16 საუკუნეებში გერმანელი მეტალურგები კალას გამოდნობის დროს წააწყდნენ იმას, რომ მთელ რიგ შემთხვევებში კალას მადნის ნახშირთან შეცხობისას კალას დიდი ნაწილი რჩებოდა ქაფისებური წიდის მდგომარეობაში. მოგვიანებით ეს ახსნილ იქნა კალას მადანში SnO2 (კასიტერიტში) ვოლფრამიტის OsO4(Fe,Mn)WO4 მინარევის არსებობით. ვოლფრამის ოქსიდი WO2 პირველად იქნა გამოყოფილი 1781 წელს შვედი მკვლევარის კ. შეელეს მიერ. მეტალური ვოლფრამი მიღებულ იქნა რამოდენიმე წლის შემდეგ ესპანელი ქიმიკოსების - ძმები დ’ელუარების (братья д'Элуяр) მიერ.

დასახელება Wolframium ელემენტმა მიიღო მინერალიდან ვოლფრამიტი, რომელიც ცნობილი იყო ჯერ კიდევ XVI საუკუნეში სახელით ”მგლის ქაფი” - «Spuma lupi» ლათინურად ან «Wolf Rahm» გერმანულად. დასახელება იმასთან იყო დაკავშირებული, რომ ვოლფრაამი კალას მადნის თანმხლები პროდუქტია და ხელს უშლიდა კალას გამოდნობას, გადაყავდა რა ის შლაკების ქაფში (წიდების)(”შთანთქვას კალას, როგორც მგელი ცხვარს”).

თანამედროვე დროში აშშ, დიდი ბრითანეთი და საფრანგეთი ვოლფრამისთვის იყენებენ დასახელებას ”tungsten” (შვედ. tung sten – ”მძიმე ქვა”).

 

ბუნებაში არსებობა

 

ვოლფრამი ბუნებაში გავრცელებულია მცირე რაოდენობით, ბუნებაში ის ძირითადად გვხვდება დაჟანგული, რთული ნაერთების სახით, წარმოიქმნება ვოლფრამის ტრიოქსიდი - WO2 რკინისა და მანგანუმის ან კალციუმის ოქსიდებთან, ზოგჯერ კი - ტყვიის, სპილენძის, თორიუმის და იშვიათ მიწათა მეტალების ოქსიდებთან. აქედან სამრეწველო მნიშვნელობა აქვს ვოლფრამიტს (რკინისა და მანგანუმის ვოლფრამატი nFeWO4 * mMnWO4 – შესაბამისად, ფერბერიტი და გიუბნერიტი ), ვოლფრამიტის შემადგენლობა (%): MnO – 11.70; FeO – 11.85; WO2 – 76.46 და შეელიტი (კალციუმის ვოლფრამატი Ca WO4). ვოლფრამული მინერალები ჩვეულებრივ ჩართულია გრანიტულ ქანებში, ასე რომ ვოლფრამის საშუალო კონცენტრაცია შეადგენს 1-2%.

მისი შემცველობა დედამიწის ქერქში შეადგენს 1.3 ×10−4% მასით, ხოლო ზღვის წყლებში მისი შემცველობაა 0.0001მგ/ლ.

 

ფიზიკური თვისებები

ვოლფრამი არის ღია-ნაცრისფერი მეტალი, რომელსაც გააჩნია ყველაზე მაღალი ლღობისა და დუღილის ტემპერატურები. ლღობის ტემპერატურაა 3380°C (ყველაზე ცეცხლგამძლე მეტალი), დუღილის ტემპერატურაა 5900-6000°C, სიმკვრივე 19.3კგ/დმ3.

ვოლფრამის კრისტალური მესერი მოცულობით კუბური ცენტრირებულია, а = 0,31589 ნმ (a-მოდიფიკაცია).

 

ქიმიური თვისებები

ვოლფრამი ამჟღავნებს დაჟანგულობის ხარისხ +2-დან +6-მდე (ვალენტობა II - IV).

მშრალი ჰაერის ატმოსფეროში ვოლფრამო მდგრადია 400°C-მდე, ხოლო შემდგომი გაცხელებით წარმოიქმნება ვოლფრამის ტრიოქსიდი WO2.

ოთახის ტემპერატურაზე ურთიერთქმედებს, მხოლოდ ფთორთან. 300-400°C-ზე ფთორთან ურთიერთქმედებისას ვოლფრამი წარმოაქმნის WF6.

არსებობენ აგრეთვე გაცხელებისას წარმოქმნილი ვოლფრამის უმაღლესი ქლორიდი (WCl6) და (WBr6) ბრომიდი.

მიღებულია მდგრადი ჰალოგენიდები WHal5. მდგრადი იოდიდები ჟანგვის ხარისხით +5 და +6 მიღებული არ არის.

ოქსიჰალოგენიდებს WOHal4 (Hal = F, Cl, Br) ღებულობენ ვოლფრამის ურთიერთქმედებით ჰალოგენებთან, გაცხელების პირობებში წყლის ორთქლის თანაობისას.

W + H2O + 3Cl2 → WOCl4 + 2HCl.

ვოლფრამის ურთიერთქმედებით გოგირდის ორთქლთან ან გოგირდწყალბადთან H2S 400°C ტემპერატურაზე წარმოიქმნება დისულფიდი WS2. ვოლფრამის გაცხელებით 1400-1500°C-ზე აზოტის თანაობისას ღებულობენ ვოლფრამის ნიტრიდს WN2. სინთეზირებულია ვოლფრამის კარბიდი WC და მხოლოდ მაღალ ტემპერატურაზე არსებული კარბიდი W2C, დისილიციდი WSi2 და ვოლფრამის პენტაბორიდი W2B5.

ვოლფრამი არ ურთიერთქმედებს მინერალურ მჟავებთან. ხსნარში მის გადასაყვანად იყენებენ აზოტმჯავისა და ფთორწყალბადმაჟავის ნარევს ან ელექტროქიმიურ პროცესებს.

ვოლფრამის ოქსიდისათვის WO2 დამახასიათებელია მჟავური თვისებები. მას შეესაბამება სუსტი ვოლფრამმჟავა WO2•H2O (H2WO4). მისი მარილები - ვოლფრამატები (Na2WO4, CaWO4, CdWO4). ცნობილია მარალმოლეკულური პოლივოლფრამატები (იზოპოლივოლფრამატები, ჰეტეროპოლივოლფრამატები), რომელთა ანიონები შეიცავენ ერთმანეთთან დაკავშირებულ დაჯგუფებებს WO2.

 

 

 

იზოტოპები

 

ბუნებრივი ვოლფრამი შედგება ხუთი სტაბილური იზოტოპისაგან: 189W, რომლის ნახევარდაშლის პერიოდია (1.8 ± 0.2)×1018 წელი (0.135.% მასით), 182W (26.41%), 183W (14.4%), 184W (30.64%) და 186W (28.41%).

182W, რომლის ნახევარდაშლის პერიოდია, T1/2 > 8.3×1018 წელი

183W, რომლის ნახევარდაშლის პერიოდია, T1/2 > 29×1018 წელი

184W, რომლის ნახევარდაშლის პერიოდია, T1/2 > 13×1018 წელი

186W, რომლის ნახევარდაშლის პერიოდია, T1/2 > 27×1018 წელი

 

 

მიღება

ვოლფრამიტი

ვოლფრამის ადგილმდებარეობა ნაპოვნია ბოლივიაში, ჩინეთში (რომელიც უზრუნველყოფს მსოფლიო წარმოების 75%), პორტუგალიაში, რუსეთში, აშშ-ში და სამხრეთ კორეაში.

ვოლფრამის მიღების პროცესი გადის ვოლფრამის ტრიოქსიდის WO2 გამოყოფის სტადიას მადნის კონცენტრატებიდან მისი შემდგომი აღდგენით წყალბადით მეტალურ ფხვნილისებრ ვოლფრამამდე 700°C ტემპერატურაზე. ვოლფრამის მაღალი ლღობის ტემპერატურის გამო იყენებენ ფხვნილისებური მეტალურგიის მეთოდებს: მიღებულ ფხვნილს პრესავენ, შეცხობა ხდება წყალბადის ატმოსფეროში 1200 - 1300°C ტემპერატურაზე, შემდეგ მასში გაატარებენ ელექტრულ დენს. მეტალს აცხელებენ 3000°C-მდე, ამ დროს მიმდინარეობს შეცხობა მონოლითურ მასალაში.

 

 

გამოყენება

 

ვოლფრამის კაბიდის საიუველირო რგოლი

მეტალური ვოლფრამი ძნელადლღობადობა და ელასტიურობა ქმნიან მას შეუცვლელს ვარვარების ძაფების დასამზადებლად გამანათებელ მოწყობილობებში, ასევე კონოსკოპებში და სხვა ვაკუუმ ტრუბებში.

ვოლფრამის მაღალი სიმკვრივის წყალობით ის გამოიყენება საპირწონედ, საარტილერიო ჭურბევში, ტყვიებში და მაღალსიჩქარიან როტორებში გიროსკოპებში ბალისტიკური რაკეტების ფრენის სტაბილიზაციისათვის (180 . 000-მდე ბრ / წთ).

ვოლფრამი გამოიყენება ელექტროდების სახით არგონო-რკალური შედუღებისათვის.

 

 

მასალა მომზადებულია www.wikipedia.com -ის მიხედვით