鎢

	鉭 ← 鎢 → 錸
外觀
	灰白色，有光澤;
概況
名 / 符號 / 序數	鎢, W, 74
元素類別	過渡金屬
族 / 週期 / 區	6, 6, d
原子品質	183.84 g•mol−1
電子排布	[Xe] 4f14 5d4 6s2
每層電子排布	2, 8, 18, 32, 12, 2（圖）
物理性質
狀態	固體
接近室溫密度	19.25 g•cm−3
熔點時液體密度	17.6 g•cm−3
熔點	3695 K, 3422 °C, 6192 °F
沸點	6203 K, 5930 °C, 10706 °F
臨界點	13892 K, MPa
熔化熱	35.3 kJ•mol−1
汽化熱	806.7 kJ•mol−1
比熱容	(25 °C) 24.27 J•mol−1•K−1
蒸汽壓
原子性質
氧化態	6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, −1, −2; （微酸性氧化物）
電負性	2.36 （鮑林標度）
電離能	第一 770 kJ•mol−1
	第二 1700 kJ•mol−1
原子半徑	139 pm
共價半徑	162±7 pm
雜項
晶體結構	體心立方
磁序	順磁性
電阻率	(20 °C) 52.8 nΩ•m
熱導率	(300 K) 173 W•m−1•K−1
膨脹系數	(25 °C) 4.5 µm•m−1•K−1
楊氏模量	411 GPa
剪切模量	161 GPa
體積模量	310 GPa
泊松比	0.28
莫氏硬度	7.5
維氏硬度	3430 MPa
布氏硬度	2570 MPa
CAS號	7440-33-7
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鎢（粵拼：Wu1，Tungsten）係一種化學元素，佢嘅化學符號係W，原子序數74，係一種好硬、鋼灰色至白色嘅過渡金屬。鎢喺1781年被發現，喺1783年隔離到純嘅鎢。含有鎢嘅礦物有黑鎢礦同白鎢礦等。鎢嘅物理特徵好強，尤其係佢嘅熔點同沸點特別高，兩個都係所有元素裏面中最高嘅（分別係3422 °C同5930 °C）。^[4]鎢嘅密度係19.25 g·cm⁻³，^[2]同鈾、金嘅密度差唔多，比鉛嘅密度高1.7倍。多晶鎢本身比較堅硬同易脆^[5]^[6]^[7]（喺標準條件下，冇同其他物質結合嗰陣），難以加工使用。相反，純單晶鎢延展性比較好，可以用鋼鋸切割。^[8]

鎢應用喺好多合金入面，而呢啲鎢合金有好多唔同用途，包括喺燈泡入面嘅燈絲、X射線管、鎢極氣體保護電弧焊、超合金、同埋輻射防護屏蔽。鎢嘅高硬度同高密度可以應用喺軍事用途，例如喺穿甲彈嗰到。鎢嘅化合物亦經常喺工業上作為催化劑嚟用。鎢係喺過渡金屬第三過渡族入面唯一一個喺生物分子出現嘅金屬，可以喺少數細菌同古細菌入面搵到。雖然係咁，但係鎢會干擾鉬和銅嘅代謝，所以對於一般常見到嘅生物體都具有一啲毒性。^[9]

中文「鎢」同符號「W」嘅來源都係嚟自德文Wolfram。

主要特徵

同位素

自然界裏面有五種鎢嘅同位素，有四隻穩定嘅同位素（¹⁸²W、¹⁸³W、¹⁸⁴W、¹⁸⁶W）同一隻半衰期好長嘅同位素（¹⁸⁰W）。理論上，所有呢啲同位素都可以通過α衰變蛻化成為鉿；但係至今為止只係得¹⁸⁰W嘅半衰期可以測量到：半衰期係1.8×10¹⁸年，^[10]即係代表一克¹⁸⁰W喺一年內平均會有兩次α衰變。其他四隻同位素至今未測量到半衰期，所以佢啲半衰期起碼4×10²¹年以上。

鎢目前有34種人造放射性同位素，其中最穩定嘅係¹⁸¹W，半衰期係121.2日、¹⁸⁵W，半衰期係75.1日、¹⁸⁸W嘅半衰期係69.4日、¹⁷⁸W，半衰期係21.6日、同埋¹⁸⁷W，半衰期係23.72嗰鐘。其它放射性同位素嘅半衰期都係3嗰鐘以下，其中大多數少過8分鐘。鎢亦都有12種同核異構體，其中最穩定的嘅^179mW半衰期係6.4分鐘。

化學性質

鎢嘅反應性較低，佢同水冇反應，可以阻隔酸同鹼嘅腐蝕，喺室溫下同氧氣同空氣都冇反應，要加熱先至會俾氧氣氧化成為三氧化鎢（WO₃）。鎢喺室溫下會同氟氣反應形成六氟化鎢，加熱到大概250 °C就會同氯、溴反應。

歷史

瑞典科學家卡爾·威廉·舍勒喺1781年發現一種新嘅酸，叫做鎢酸，可以由白鎢礦（當時白鎢礦稱為鎢）製成。托爾貝恩·貝里曼同舍勒提出，呢隻酸經還原後可以變成一種新嘅金屬。喺1783年，胡安·何塞·德盧亞爾^[暫譯]同細佬福斯托^[暫譯]發現咗另一隻由黑鎢礦製成嘅酸，同白鎢礦製成嘅鎢酸一樣。其後，兩兄弟喺西班牙嘅貝爾加拉將鎢酸用木炭還原，成功隔離純鎢，因此兩兄弟被公認為鎢嘅發現者。

來源

至今所有喺大自然搵到嘅鎢都冇屬於純鎢嘅狀態。^[11]相反，鎢主要喺黑鎢礦同埋白鎢礦呢兩種礦物質搵到。黑鎢礦係指鎢酸鐵（FeWO₄）同埋鎢酸錳（MnWO₄）形成嘅固溶液，而白鎢礦就係鎢酸鈣（CaWO₄）。其他嘅礦物質嘅豐度為中等至非常罕見，亦幾乎沒有經濟價值。

化合物

鎢化合物嘅氧化態都喺-2至到+6。佢最高嘅氧化態（+6）可以喺三氧化鎢（WO₃）搵到。鎢嘅化學性質同鉬好相似，亦都同鉻形成對比：喺+3氧化態嘅鎢化合物比較罕有；相反，鉻有大量嘅+3氧化態化合物。

有機鎢化合物都有唔小，最出名嘅係六甲基鎢同六羰基鎢。

應用

大概有一半生產嘅鎢係攞嚟整硬嘅物料（主要係碳化鎢），而剩低嘅鎢大多數多會攞嚟整合金；小過一成鎢會攞嚟整其他化合物。^[12]

合金

鎢嘅硬度同熱阻性好有用，尤其喺製造合金嗰陣，例如喺高速鋼嗰度，佢呢隻合金可以含有高達18%鎢。^[13]鎢嘅高熔點亦都非常有用，令佢可以應用喺火箭噴嘴嗰度，例如喺UGM-27 Polaris潛水艇發射彈道導彈度。^[14]鎢嘅合金有廣泛應用，包括航空、太空、同汽車產業，同埋輻射防護屏蔽。^[15]

攷

↑ "Why does Tungsten not 'Kick' up an electron from the s sublevel ?" 〈點解鎢唔會喺s亞電子層嗰度「踢」粒電子上去嘅？〉 (英文). 喺2008-06-15搵到.
↑ ^2.0 ^2.1 Arblaster, John W. (2018). Selected Values of the Crystallographic Properties of Elements (英文). Materials Park, Ohio: ASM International. ISBN 978-1-62708-155-9.
↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds 互聯網檔案館嘅歸檔，歸檔日期2011-03-03., in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
↑ Zhang, Yiming; Evans, Julian R. G.; Yang, Shoufeng (2011). "Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks". J. Chem. Eng. Data (英文). 56 (2): 328–337. doi:10.1021/je1011086.
↑ Lassner, Erik; Schubert, Wolf-Dieter (1999). "low temperature brittleness" 〈低溫脆性〉. Tungsten: properties, chemistry, technology of the element, alloys, and chemical compounds 《鎢：性質，化學，隻元素嘅科技，合金，同化合物》 (英文). Springer. pp. 20–21. ISBN 978-0-306-45053-2.
↑ Prakash, C.; Lee, H.; Alucozai, M.; Tomar, V. (2016). "An analysis of the influence of grain boundary strength on microstructure dependent fracture in polycrystalline tungsten". International Journal of Fracture (英文). 199: 1–20. doi:10.1007/s10704-016-0083-0. S2CID 137928096.
↑ Gludovatz, B.; Wurster, S.; Weingärtner, T.; Hoffmann, A.; Pippan, R. (2011). "Influence of impurities on the fracture behavior of tungsten" 〈雜質對鎢斷裂嘅影響〉. Philosophical Magazine (Submitted manuscript) (英文). 91 (22): 3006–3020. Bibcode:2011PMag...91.3006G. doi:10.1080/14786435.2011.558861. S2CID 137145004.
↑ Stwertka, Albert (2002). A Guide to the elements (英文) (第2版). New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-515026-1.
↑ McMaster, J.; Enemark, John H. (1998). "The active sites of molybdenum- and tungsten-containing enzymes" 〈含有鉬或鎢嘅酵素嘅活性位點〉. Current Opinion in Chemical Biology (英文). 2 (2): 201–207. doi:10.1016/S1367-5931(98)80061-6.
↑ Danevich, F. A.; Georgadze, A. Sh.; Kobychev, V. V.; Nagorny, S. S.; Nikolaiko, A. S.; Ponkratenko, O. A.; Tretyak, V. I.; Zdesenko, S. Yu.; Zdesenko, Yu. G.; Bizzeti, P. G.; Fazzini, T. F.; Maurenzig, P. R. (2003). "α activity of natural tungsten isotopes" 〈鎢天然同位素嘅α衰變〉. Phys. Rev. C (英文). 美國物理學會. 67 (1): 014310. doi:10.1103/PhysRevC.67.014310.
↑ "Tungsten, W, atomic number 74" 〈鎢，W，原子序數74〉. Institute of rare earths elements and strategic metals (英文).
↑ Trasorras, Juan R. L.; Wolfe, Thomas A.; Knabl, Wolfram; Venezia, Carmen; Lemus, Ranulfo; Lassner, Erik; Schubert, Wolf-Dieter; Lüderitz, Eberhard; Wolf, Hans-Uwe (2016). "Tungsten, Tungsten Alloys, and Tungsten Compounds" 〈鎢，鎢嘅合金，同鎢嘅化合物〉. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (英文). Wiley. doi:10.1002/14356007.a27_229.pub2. ISBN 9783527303854.
↑ "Tungsten Applications – Steel" 〈鎢嘅應用 – 鋼〉. Azom (英文). 2000–2008. 原先內容歸檔喺2008-08-15. 喺2008-06-18搵到.
↑ Ramakrishnan, P. (2007). "Powder metallurgy for Aerospace Applications". Powder Metallurgy: Processing for automotive, electrical / electronic, and engineering industry (英文). New Age International. p. 38. ISBN 978-81-224-2030-2.
↑ "Tungsten Applications" 〈鎢嘅應用〉. wolfmet.com (英文). 原著喺2013-09-01歸檔.

[1] "Why does Tungsten not 'Kick' up an electron from the s sublevel ?" 〈點解鎢唔會喺s亞電子層嗰度「踢」粒電子上去嘅？〉 (英文). 喺2008-06-15搵到.

[Arblaster_2018-2] 2.0 ^2.1 Arblaster, John W. (2018). Selected Values of the Crystallographic Properties of Elements (英文). Materials Park, Ohio: ASM International. ISBN 978-1-62708-155-9.

[3] Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds 互聯網檔案館嘅歸檔，歸檔日期2011-03-03., in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.

[4] Zhang, Yiming; Evans, Julian R. G.; Yang, Shoufeng (2011). "Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks". J. Chem. Eng. Data (英文). 56 (2): 328–337. doi:10.1021/je1011086.

[5] Lassner, Erik; Schubert, Wolf-Dieter (1999). "low temperature brittleness" 〈低溫脆性〉. Tungsten: properties, chemistry, technology of the element, alloys, and chemical compounds 《鎢：性質，化學，隻元素嘅科技，合金，同化合物》 (英文). Springer. pp. 20–21. ISBN 978-0-306-45053-2.

[6] Prakash, C.; Lee, H.; Alucozai, M.; Tomar, V. (2016). "An analysis of the influence of grain boundary strength on microstructure dependent fracture in polycrystalline tungsten". International Journal of Fracture (英文). 199: 1–20. doi:10.1007/s10704-016-0083-0. S2CID 137928096.

[7] Gludovatz, B.; Wurster, S.; Weingärtner, T.; Hoffmann, A.; Pippan, R. (2011). "Influence of impurities on the fracture behavior of tungsten" 〈雜質對鎢斷裂嘅影響〉. Philosophical Magazine (Submitted manuscript) (英文). 91 (22): 3006–3020. Bibcode:2011PMag...91.3006G. doi:10.1080/14786435.2011.558861. S2CID 137145004.

[albert-8] Stwertka, Albert (2002). A Guide to the elements (英文) (第2版). New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-515026-1.

[9] McMaster, J.; Enemark, John H. (1998). "The active sites of molybdenum- and tungsten-containing enzymes" 〈含有鉬或鎢嘅酵素嘅活性位點〉. Current Opinion in Chemical Biology (英文). 2 (2): 201–207. doi:10.1016/S1367-5931(98)80061-6.

[10] Danevich, F. A.; Georgadze, A. Sh.; Kobychev, V. V.; Nagorny, S. S.; Nikolaiko, A. S.; Ponkratenko, O. A.; Tretyak, V. I.; Zdesenko, S. Yu.; Zdesenko, Yu. G.; Bizzeti, P. G.; Fazzini, T. F.; Maurenzig, P. R. (2003). "α activity of natural tungsten isotopes" 〈鎢天然同位素嘅α衰變〉. Phys. Rev. C (英文). 美國物理學會. 67 (1): 014310. doi:10.1103/PhysRevC.67.014310.

[11] "Tungsten, W, atomic number 74" 〈鎢，W，原子序數74〉. Institute of rare earths elements and strategic metals (英文).

[Ullmann-12] Trasorras, Juan R. L.; Wolfe, Thomas A.; Knabl, Wolfram; Venezia, Carmen; Lemus, Ranulfo; Lassner, Erik; Schubert, Wolf-Dieter; Lüderitz, Eberhard; Wolf, Hans-Uwe (2016). "Tungsten, Tungsten Alloys, and Tungsten Compounds" 〈鎢，鎢嘅合金，同鎢嘅化合物〉. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (英文). Wiley. doi:10.1002/14356007.a27_229.pub2. ISBN 9783527303854.

[13] "Tungsten Applications – Steel" 〈鎢嘅應用 – 鋼〉. Azom (英文). 2000–2008. 原先內容歸檔喺2008-08-15. 喺2008-06-18搵到.

[14] Ramakrishnan, P. (2007). "Powder metallurgy for Aerospace Applications". Powder Metallurgy: Processing for automotive, electrical / electronic, and engineering industry (英文). New Age International. p. 38. ISBN 978-81-224-2030-2.

[15] "Tungsten Applications" 〈鎢嘅應用〉. wolfmet.com (英文). 原著喺2013-09-01歸檔.

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