Tungstène
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| Général | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Nom, Symbole, Numéro | Tungstène, W, 74 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Série chimique | métaux de transition | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Groupe, Période, Bloc | 6 (VIB), 6, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masse volumique, Dureté | 19250 kg/m³, 7.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Couleur | Gris blanc Image manquante W,74-thumb.jpg image:W,74-thumb.jpg | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriétés atomiques | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masse atomique | 183.84 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon atomique (calc) | 135 (193) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon de covalence | 146 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon de van der Waals | 137 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuration électronique | [Xe]4f14 5d4 6s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Électrons par niveau d'énergie | 2, 8, 18, 32, 12, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| États d'oxydation (Oxyde) | 6, 5, 4, 3, 2 (acide) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Structure cristalline | Cubique corps centré | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriétés physiques | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| État de la matière | solide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Température de fusion | 3695 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Température de vaporisation | 5828 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume molaire | 9.47×10-6 m³/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Énergie de vaporisation | 824 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Énergie de fusion | 35.4 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pression de la vapeur | 4.27 Pa à 3680 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vélocité du son | 5174 m/s à 293.15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Divers | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Électronégativité | 2.36 (Échelle de Pauling) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacité calorique spécifique | 130 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductivité électrique | 18.9 106/m ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductivité thermique | 174 W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1er Potentiel d'ionisation | 770 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2e Potentiel d'ionisation | 1700 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotopes les plus stables | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Le tungstène est un élément chimique du tableau périodique de symbole W et de numéro atomique 74.
C'est un métal de transition gris-acier blanc, très dur, et lourd qui est reconnu pour ses propriétés physiques. On trouve du tungstène dans de nombreux minerais comme le wolframite et le scheelite. Sous sa forme pure, il est principalement utilisé dans des applications électriques, mais sous forme de composés ou d'alliages il possède de nombreuses applications, par exemple comme filament dans les ampoules électriques.
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Caractéristiques notables
Le tungstène pur est un métal dur de couleur allant du gris acier au blanc étain. On peut le couper à l'aide d'une scie à métaux lorsqu'il est très pur, mais il est cassant et difficile à travailler lorsqu'il est impur, et on le travaille normalement par forgage, extrusion, ou étirement. Cet élément a le plus haut point de fusion (3422°C), la plus faible pression de vapeur et la plus grande force de traction de tous les métaux à une température supérieure à 1650°C. Sa résistance à la corrosion est excellente et il ne peut être que légèrement attaqué par les acides minéraux. Le tungstène métallique forme une couche d'oxyde protecteur lorsqu'il est exposé à l'air. Lorsqu'on l'ajoute en faible quantité aux alliages d'acier, il augmente la dureté de celui-ci.
Applications
Le tungstène est un métal utilisé dans un grand nombre d'utilisations, dont la plus importante est le carbure de tungstène (W2C, WC) qui est utilisé pour la fabrication des pièces d'usure dans la métallurgie, l'industrie minière et pétrolière. Le tungstène est largement utilisé dans les filaments des ampoules électriques et des postes de télévision, ainsi que comme électrode car on peut en faire de très fins filaments ayant un très haut point de fusion. Autres utilisations:
- Son point de fusion très élevé le rend particulièrement adéquat pour les applications spatiales et celles demandant l'utilisation de très hautes températures.
- La duretée et la densité de ce métal le rendent idéal pour faire des alliages de métaux utilisés dans l'armement, les puits de chaleur, ainsi que comme poids et contre-poids.
- Les pièces d'usure utilisées par exemple dans les outils à haute vitesse utilisent souvent des alliage de tungstène et d'acier pouvant aller jusqu'a 18% de tungstène.
- Des composés du tungstène sont utilisés comme catalyseur, pigment inorganique. Le disulfure de tungstène est utilisé comme lubrifiant stable au-dessus de 500°C.
- Étant donné que son coefficient de dilatation est équivalent à celui du verre borosilicate, il est utilisé pour faire des collages verre sur métal.
- Des super alliages contenant du tungstène sont utilisés pour faire les pales de turbine, des outils en acier, ainsi que des plaquages.
- Il est utilisé comme électrode réfractaire dans le soudage au procédé Gtaw(tig).
Histoire
Le premier à avoir supposé l'existence du tungstène (du suédois tung sten signifiant « pierre lourde ») est Peter Woulfe en 1779 alors qu'il examinait de la wolframite. Il détermina alors que ce minéral devait contenir une autre substance. En 1781 Carl Wilhelm Scheele établit qu'un nouvel acide pouvait être formé à partir du tungstenite. Scheele et Berman suggèrerent qu'il devait être possible d'obtenir un nouveau métal en réduisant cet acide. José et Fausto Elhuyar découvrit en 1783 un nouvel acide dérivé de la wolframite identique à l'acide tungstique. En Espagne un peu plus tard la même année les deux frères réussirent à isoler le tungstène en réduisant l'acide avec du charbon. On leur attribua la découverte de l'élément.
Occurrence
On trouve du tungstène dans la wolframite qui est un tungstate de fer et de manganèse, FeWO4/MnWO4), scheelite (tungstate de calcium, CaWO4), ferbérite et hübnérite. On trouve d'important dépôt de ces minéraux en Bolivie, Californie, Chine, Colorado USA, Portugal, Russie, et la Corée du sud. La Chine produit 75% de l'approvisionement mondial. Le métal est produit commercialement par réduction de l'oxyde de tungstène par de l'hydrogène ou du carbone.