Tungstène

Le tungstène est un élément chimique du tableau périodique de symbole W et de numéro atomique 74. Son nom provient du suédois «tung» et «sten» et veut dire par conséquent «pierre dure».


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Élément chimique - Produit chimique - Matériau - Métal de transition - Métal

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Tungstène
TantaleTungstèneRhénium
Mo
  Structure cristalline cubique à corps centré

74
W
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
W
Sg
Table complèteTable étendue
Informations générales
Nom, Symbole, Numéro Tungstène, W, 74
Série chimique Métaux de transition
Groupe, Période, Bloc 6, 6, d
Masse volumique 19, 3 g·cm-3 (20 °C) [1]
Dureté 7, 5
Couleur Gris blanc
N° CAS 7440-33-7 [2]
Propriétés atomiques
Masse atomique 183, 84 ± 0, 01 u [1]
Rayon atomique (calc) 135 pm (193 pm)
Rayon de covalence 1, 62 ± 0, 07 Å [3]
Rayon de Van der Waals 137 pm
Configuration électronique [Xe]4f14 5d4 6s2
Électrons par niveau d'énergie 2, 8, 18, 32, 12, 2
État (s) d'oxydation 6, 5, 4, 3, 2
Oxyde acide
Structure cristalline cubique centré
Propriétés physiques
État ordinaire solide
Point de fusion 3 422 °C [1]
Point d'ébullition 5 555 °C [1]
Énergie de fusion 35, 4 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 824 kJ·mol-1
Volume molaire 9, 47×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 4, 27 Pa à 3 680 K
Vitesse du son 5 174 m·s-1 à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 2, 36
Chaleur massique 130 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 8, 9×106 S·m-1
Conductivité thermique 174 W·m-1·K-1
Solubilité sol. dans HCl + H2O2 [4]
Énergies d'ionisation
1re : 7, 86403 eV [5] 2e : 16, 1 eV [5]
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD
MeV
180W 0, 13 % 1, 8×1018 a α 2, 516 176Hf
181W syn. 121, 2 j ε 0, 188 181Ta
182W 26, 498 % 8, 3×1018 a α
183W 14, 314 % 1, 9×1018 a α
184W 30, 642 % 4, 0×1018 a α
185W syn. 75, 1 j β- 0, 433 185Re
186W 28, 426 % 6, 5×1018 a α
Précautions
SIMDUT[6]
Produit non contrôlé
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le tungstène est un élément chimique du tableau périodique de symbole W (de l'allemand Wolfram) et de numéro atomique 74. Son nom provient du suédois «tung» (dur) et «sten» (pierre) et veut dire par conséquent «pierre dure».

C'est un métal de transition gris-acier blanc, particulièrement dur, et lourd qui s'est vu consacré pour ses propriétés physiques. On trouve du tungstène dans de nombreux minerais comme le wolframite et le scheelite. Sous sa forme pure, il est essentiellement utilisé dans des applications électriques, mais sous forme de composés ou d'alliages il possède de nombreuses applications, comme par exemple, la réalisation d'outils nécessitant une grande dureté (forets, poudres abrasives... ).

Caractéristiques notables

Barres de tungstène avec des cristaux évaporés, partiellement oxydés. D'une pureté de 99, 98 % en comparaison avec un cube de 1 cm³ de tungstène pur (99, 999 %).

Le tungstène pur est un métal dur de couleur allant du gris acier au blanc étain. On peut le couper avec une scie à métaux quand il est particulièrement pur, mais il est cassant et complexe à travailler quand il est impur, et on le travaille normalement par forgeage, extrusion, ou étirement. Cet élément a le plus haut point de fusion (3 422 °C) de l'ensemble des métaux, la plus faible pression de vapeur et la plus grande résistance à la traction de l'ensemble des métaux à une température supérieure à 1 650 °C, son module d'Young est de 406 GPa. Du fait de sa particulièrement haute température de fusion, le tungstène n'est pas fondu mais fritté à haute température mais aussi certains de ses composés comme le carbure de tungstène[7]. Sa résistance à la corrosion est excellente et il ne peut être que un peu attaqué par les acides minéraux. Le tungstène métallique forme une couche d'oxyde protecteur quand il est exposé à l'air. Quand on l'ajoute en faible quantité aux alliages d'acier, il en augmente la dureté.

Applications

Le tungstène connaît la plupart d'utilisations, la plus courante étant sous forme de carbure de tungstène (WC) et de sous-carbure de tungstène (W2C), qui permet de la fabrication des pièces d'usure dans la métallurgie, l'industrie minière et pétrolière. On se sert du tungstène pour la fabrication des filaments des ampoules électriques et des postes de télévision, mais aussi dans celle des électrodes, les particulièrement fins filaments qu'on peut produire avec ce métal ayant un très haut point de fusion.

Autres utilisations :

Histoire

Le premier à avoir supposé l'existence du tungstène (du suédois tung sten signifiant «lourde pierre») est Peter Woulfe, en 1778, tandis qu'il examinait de la wolframite.

Il détermina tandis que ce minéral devait contenir une substance inconnue. En 1781, Carl Wilhelm Scheele établit qu'un nouvel acide pouvait être constitué à partir du tungsténite. Scheele et Berman suggérèrent qu'il devait être envisageable d'obtenir un nouveau métal en réduisant cet acide. Les frères José et Fausto Elhuyar découvrirent, en 1783, un nouvel acide dérivé de la wolframite semblable à l'acide tungstique. En Espagne, légèrement 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

Echantillon de tungstène en poudre

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'importants dépôts de ces minéraux au Pérou[8], en Bolivie, Californie, Chine, Colorado É. -U. , Portugal, Russie, et la Corée du Sud. La Chine produisait en 2006 84 % de l'approvisionnement mondial[9]. Le métal est produit commercialement par réduction de l'oxyde de tungstène par de l'hydrogène ou du carbone.

Voir aussi

Notes

  1. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd. , Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)  
  2. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  3. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, «Covalent radii revisited», dans Dalton Transactions, 2008, p.  2832 - 2838 lien DOI ] 
  4. (en) Thomas R. Dulski, A manual for the chemical analysis of metals, vol.  25, ASTM International, 1996, 251 p. (ISBN 0803120664) [lire en ligne], p.  75 
  5. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, 2009, 89e éd. , p.  10-203 
  6. «Tungstène» dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  7. Fournisseurs du tungstène et de ses composés sur Kompass. com
  8. http ://www. malaga. ca/
  9. Arnaud de la Grange, «Pékin joue de l'arme des «terres rares»», Le Figaro, le 25 octobre 2010


  s1 s2 g f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba   La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho
   
  g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 g12 g13 g14 g15 g16 g17 g18  
  * Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto  


Métalloïdes Non-métaux Halogènes Gaz rares
Métaux alcalins  Métaux alcalino-terreux  Métaux de transition Métaux pauvres
Lanthanides Actinides Superactinides Éléments non classés

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