ვოლფრამი (ლათ.
ვოლფრამი |
74W |
183.84 |
4f14 5d4 6s2 |
მისი ატომური ნომერია 74, ატომური მასა — 183.84, tდნ — 3422 °C, tდუღ — 5930 °C, სიმკვრივე — 19.25 გ/სმ3. ღია ნაცრისფერი ძნელდნობადი მძიმე ლითონი. ბუნებრივი ვოლფრამი შედგება ხუთი (, , , და ) სტაბილური იზოტოპის ნარევისაგან. 1781 წელს შვედმა ქიმიკოსმა კ. შეელემ მინერალ ტუნგსტენიდან, რომელსაც მოგვიანებით შეელიტი უწოდეს, გამოყო ვოლფრამი სახით. 1783 წელს ესპანელმა ქიმიკოსებმა — ძმებმა დ'ელიუარებმა მინერალ ვოლფრამიტიდან გამოყვეს , ამ უკანასკნელის ნახშირით აღდგენისას მიიღეს ლითონი, რომელსაც ვოლფრამი უწოდეს. მიეკუთვნება გარდამავალ ლითონებს. ის ძირითდად გამოიყენება მეტალურგიაში როგორც ძნელადდნობადი მასალების საფუძველი. ის ყველაზე ძნელადლღვობადია, სტანდარტულ პირობებში და ქიმიურად მდგრადია.
ზოგადი თვისებები | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
მარტივი ნივთიერების ვიზუალური აღწერა | ღია ნაცრისფერი ძნელდნობადი მძიმე ლითონი | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
სტანდ. ატომური წონა Ar°(W) | 183.84±0.01 183.84±0.01 (დამრგვალებული) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ვოლფრამი პერიოდულ სისტემაში | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ატომური ნომერი (Z) | 74 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ჯგუფი | 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
პერიოდი | 6 პერიოდი | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ბლოკი | d-ბლოკი | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ელექტრონული კონფიგურაცია | [Xe] 4f14 5d4 6s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ელექტრონი გარსზე | 2, 8, 18, 32, 12, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ელემენტის ატომის სქემა | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ფიზიკური თვისებები | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში | მყარი სხეული | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
დნობის ტემპერატურა | 3422 °C (3695 K, 6192 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
დუღილის ტემპერატურა | 5930 °C (6203 K, 10706 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
სიმკვრივე (ო.ტ.) | 19.25 გ/სმ3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
სიმკვრივე (ლ.წ.) | 17.6 გ/სმ3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
დნობის კუთ. სითბო | 52.31 კჯ/მოლი | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
აორთქ. კუთ. სითბო | 774 კჯ/მოლი | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
მოლური თბოტევადობა | 24.27 ჯ/(მოლი·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ნაჯერი ორთქლის წნევა
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ატომის თვისებები | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ჟანგვის ხარისხი | −4, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ელექტროდული პოტენციალი | | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ელექტროუარყოფითობა | პოლინგის სკალა: 2.36 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
იონიზაციის ენერგია |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ატომის რადიუსი | ემპირიული: 139 პმ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
კოვალენტური რადიუსი (rcov) | 162±7 პმ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
მოლური მოცულობა | 18.7 სმ3/მოლი | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ვოლფრამის სპექტრალური ზოლები | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
სხვა თვისებები | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ბუნებაში გვხვდება | პირველადი ნუკლიდების სახით | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
მესრის სტრუქტურა | კუბური მოცულობაცენტრირებული | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ბგერის სიჩქარე | 4620 m/s (ო. ტ.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
თერმული გაფართოება | 4.5 µმ/(მ·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
თბოგამტარობა | 173 ვტ/(მ·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
მაგნეტიზმი | პარამაგნეტიკი | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
მაგნიტური ამთვისებლობა | ×10−6 სმ3/მოლ +59.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
იუნგას მოდული | 411 გპა | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
წანაცვლების მოდული | 161 გპა | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
დრეკადობის მოდული | 310 გპა | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
პუასონის კოეფიციენტი | 0.28 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
მოოსის მეთოდი | 7.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ვიკერსის მეთოდი | 3430–4600 მპა | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ბრინელის მეთოდი | 2000–4000 მპა | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS ნომერი | 7440-33-7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ისტორია | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
სახელწოდება მომდინარეობს | "W": from Wolfram, originally from Middle High German wolf-rahm 'wolf's foam' describing the mineral wolframite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
აღმომჩენი და პირველი მიმღებია | Juan José Elhuyar and Fausto Elhuyar[7] (1783) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
სახელი დაარქვა | Torbern Bergman (1781) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ვოლფრამის მთავარი იზოტოპები | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
• |
სახელწოდება Wolframium ელემენტზე გადავიდა მინერალ ვოლფრამიტიდან, რომელიც ცნობილი იყო ჯერ კიდევ XVI საუკუნეში, სახელწოდებით «მგლის ქაფი» — «Spuma lupi» ლათინურად, ან «Wolf Rahm» გერმანულად. სახელწოდება დაკავშირებული იმასთან, რომ ვოლფრამი, რომელიც თან ახლდა კალის მადნებს და ხელს უშლიდა კალის გამოდნობას, ის გადაჰყავდა წიდების ქაფში («ჭამდა კალას ისე როგორც მგელი ცხვარს»).
ახლა აშშ-ში, დიდ ბრიტანეთში და საფრანგეთში ვოლფრამისათვის გამოიყენებენ სახელწოდებას «tungsten» (შვედ. tung sten — «მძიმე ქვა»).
1781 წელს ცნობილმა შვედმა ქიმიკოსმა კარლ ვილჰელმ შეელემ მინერალ შეელიტის აზოტმჟავით დამუშავებისას, მიიღო ყვითელი «მძიმე ქვა». 1783 წ. ესპანელმა ქიმიკოსებმა ძმებმა ელუარებმა განაცხადეს საქსონური მინერალ ვოლფრამიტიდან ახალი ლითონის ყვითელი ოქსიდის მიღების შესახებ, რომელიც ამიაკში იხსნებოდა. ამასთან ერთ-ერთმა ძმამ, ფაუსტო, იყო შვედეთში და 1781 წელს ესაუბრა შეელეს. შეელე არ გამოთქვამდა პრეტენზიას ვოლფრამის აღმოჩენაზე, ხოლო ძმები ელუარები დაჟინებით მოითხოვდნენ თავისი აღმოჩენის პრიორიტეტზე.
ვოლფრამის კლარკი დედამიწის ქერქში შეადგენს (ვინოგრადოვის მიხედვით) 1,3 გრ/ტ (0.0013 % დედამიწის ქერქში შემცველიბით). მისი საშუალო შემცველობა მთის ქანებში არის, გრ/ტ: ულტრაფუძეებში — 0,1, ფუძეებში — 0,7, საშუალოში — 1,2, მჟავა ქანებში — 1,9. ვოლფრამის მადნების მსოფლიო მარაგი ფასდება 2,9 მლნ. ტონას ლითონზე გადათვლით.
ვოლფრამის საერთო მსოფლიო მარაგი (რუსეთის გარეშე) შეადგენს მიახლოებით 7,5 მლნ. ტ, დამტკიცებული მარაგი შეადგენს მიახლოებით 4 მლნ. ტ.
ვოლფრამი ბუნებაში გვხვდება უმთავრესად დაჟანგული რთული ნაერთების სახით, რომლებიც წარმოიქმნებიან ვოლფრამის ჟანგის WO3 რკინის მანგანუმის ან კალციუმის ზოგჯერ კი ტყვიის, სპილენძის, თორიუმის და იშვიათმიწა ელემენტების ოქსიდებთან ერთად. სამრეწველო მნიშვნელობა აქვს ვოლფრამიტს (რკინისა და მანგანუმის ვოლფრამატი nFeWO4 * mMnWO4 — შესაბამისად, ფერბერიტი და გუბნერიტი) და შეელიტი (კალციუმის ვოლფრამატი CaWO4). ვოლფრამის მინერალებით ჩვეულებრივ დაწინწკლულია გრანიტის ქანები, ასე რომ ვოლფრამის საშუალო კონცენტრაცია შეადგენს 1-2 %.
ყველაზე დიდ მარაგს ფლობს ყაზახეთი, ჩინეთი, კანადა და აშშ; ცნობილია ასევე საბადოები ბოლივიაში, პორტუგალიაში, რუსეთში და სამხრეთ კორეაში. ვოლფრამის მსოფლიო წარმოება შეადგენს 18-20 ათ. ტონას წელიწადში, მათ შორის ჩინეთში 10, რუსეთში 3,5; ყაზახეთში 0,7, ავსტრიაში 0,5. ვოლფრამის ძირითადი ექსპორტიორები არიან: ჩინეთი, სამხრეთ კორეა, ავსტრია. მთავარი იმპორტიორები არიან: აშშ, იაპონია, გერმანია, დიდი ბრიტანეთი.
ვოლფრამის მიღების პროცესი მიდის ოქსიდის WO3 გამოყოფის ქვესტადიით მადნების კონცენტრატებიდან და შემდგომი აღდგენით წყალბადით ლითონის ფხვნილამდე მიახლოებით 700 °C ტემპერატურაზე. დნობის მაღალი ტემპერატურის გამო კომპაქტური ფორმის მისაღებად გამოიყენება ფხვნილის მეტალურგიის მეთოდები: მიღებულ ფხვნილს წნეხენ, შეადუღებენ წყალბადის ატმოსფეროში 1200—1300 °C ტემპერატურაზე, შემდგომ მასში უშვებენ ელექტრო დენს. ლითონი ხურდება 3000 °C-მდე, ამ დროს ხდება შელღვობა მონოლიტურ მასალად. შემდგომი გასუფთავებისათვის და მონოკრისტალური ფორმის მისაღებად გამოიყენება ზონური დნობა.
ვოლფრამი — ღია-რუხი ფერის ლითონია, რომელსაც აქვს ყველაზე მაღალი დამტკიცებული დნობისა და დუღილის ტემპერატურა (ითვლება რომ სიბორგიუმი კიდევ უფრო ძნელად დნობადია, მაგრამ ამის მტკიცება ჯერ არ შეიძლება — სიბორგიუმის არსებობის დრო ძალიან მცირეა).
ზოგიერთი მისი ფიზიკური თვისებები მოყვანილია ცხრილში (იხ. ზევით). ვოლფრამის სხვა ფიზიკური თვისებები:
ვოლფრამი წარმოადგენს ერთ-ერთ ყველაზე მძიმე, მაგარ და ყველაზე ძნელად დნობად ლითონს. სუფთა სახით წარმოადგენს მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის ლითონს, რომელიც პლატინას ჩამოგავს, მიახლოებით 1600 °C ტემპერატურისას ადვილად ჭედადი ხდება და შეიძლება მწვრილ ძაფად გაიჭიმოს.
ვალენტობა აქვს 2-დან 6-მდე. ყველაზე მდგრადია 6-ვალენტიანი ვოლფრამი. 3- და 2-ვალენტიანი ვოლფრამის ნაერთები არამდგრადებია და პრაქტიკული მნიშვნელობა არ აქვს.
ვოლფრამს აქვს მაღალი კოროზიული მედეგობა: ოთახის ტემპერატურაზე ჰაერზე არ იცვლება; წითლად გავარვარების ტემპერატურაზე ნელა იჟანგება ვოლფრამის VI ოქსიდად; მარილმჟავაში, გოგირდმჟავაში და ფტორყალბადმჟავაში თითქმის არ იხსნება. აზოტმჟავაში და სამეფო წყალში იჟანგება ზედაპირიდან. აზოტმჟავისა და ფტორწყალბადმჟავის ნაზავში იხსნება, ვოლფრამმჟავის წარმოქმნით. ვოლფრამის ნაერთებიდან ყველაზე დიდი მნიშვნელობა აქვს: ვოლფრამის ტრიოქსიდს ან ვოლფრამის ანჰიდრიდს, ვოლფრამატებს, ზეჟანგების ნაერთებს საერთო ფორმულით Me2WOX, ასევე ნაერთებს ჰალოგენებთან, გოგირდთან და ნახშირბადთან. ვოლფრამატები მიდრეკილნი არიან პოლიმერული ანიონების წარმოქმნისაკენ, მათ შორის ჰეტეროპოლინაერთებისაც სხვა გარდამავალი ლითონების ჩართვით.
მშრალი ჰაერის ატმოსფეროში ვოლფრამი მდგრადია 400 °C-მდე, ხოლო შემდგომი გაცხელებით წარმოიქმნება ვოლფრამის ტრიოქსიდი WO2.
ოთახის ტემპერატურაზე ურთიერთქმედებს, მხოლოდ ფთორთან. 300-400 °C-ზე ფტორთან 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) იღებენ 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 იღებენ 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.
ხელოვნური რადიონუკლიდი 185W გამოიყენებიან როგორც რადიოაქტიური ნიშნული ნივთიერებების კვლევებისას. სტაბილური 184W გამოიყენება როგორც ურან-235-ის შენადნობების კომპონენტი, რომლებიც გამოიყენებიან მყარფაზიან ბირთვულ სარაკეტო ძრავებში, რადგანაც ეს არის ერთადერთი გავრცელებული ვოლფრამის იზოტოპი, რომელსაც აქვს სითბური ნეიტრონების მიტაცების მცირე განიკვეთი (მიახლოებით 2 ბარნი).
99 %-იანი სიწმინდის ლითონური ვოლფრამის ფასი 2010 წლის ბოლოსთვის მიახლოებით იყო 40-42 დოლარი ერთ კილოგრამზე, 2011 წლის მაისში ფასმა შეადგინა მიახლოებით 53-55 დოლაში კილოგრამზე. ნახევარფაბრიკატები 58 USD-დან (წნული) 168-მდე (თხელი ზოლი).
ვოლფრამი არ თამაშობს მნიშვნელოვან ბიოლოგიურ როლს. ზოგიერთ არქებაქტერიებს და ბაქტერიებს აქვთ ფერმენტები, რომლებიც შეიცავენ ვოლფრამს აქტიურ ცენტრში. არსებობენ ვოლფრამზე დამოკიდებული არქიბაქტერიები-ჰიპერთერმოფილების ფორმები, რომლებიც არსებობენ სიღრმულ ჰიდროთერმულ წყაროებში. ვოლფრამის არსებობა ფერმენტების შემადგენლობაში შეიძლება განხილულ იქნას როგორც ადრეული არქეის ფიზიოლოგიური რელიქტი - არსებობს მოსაზრება რომ ვოლფრამი თამაშობდა მნიშვნელოვან როლს სიცოცხლის გაჩენის განვითარების ადრეულ ეტაპებზე.
ვოლფრამის მტვერი, როგორც უმეტესი სხვა ლითონების მტვერი, აღიზიანებენ სუნთქვის ორგანოებს.
ბუნებრივი ვოლფრამი შედგება ხუთი იზოტოპისაგან (180W, 182W, 183W, 184W და 186W). ხლოვნურად შექმნილია და იდენტიფიცირებულია კიდევ 30 რადიონუკლიდი. 2003 წ. აღმოჩენიალია ბუნებრივი ვოლფრამის ძალიან სუსტი რადიოაქტიურობა (მიახლოებით ორი დაშლა ერთ გრამ ელემენტზე წელიწადში), რომელიც განპირობებულია α-აქტიურობით 180W, ნახევარდაშლის პერიოდი 1,8×1018 лет .
ვოლფრამი — ყველაზე ძნელად დნობადი ლითონია. დნობის ტემპერატურაა 3380 °C, დუღილის ტემპ. 5900 °C.
ვოლფრამის სიმკვრივე თითქმის უტოლდება ოქროს სიმკვრივეს: 19,30 გრ/სმ³ - 19,32 გრ/სმ³ შესაბამისად.
This article uses material from the Wikipedia ქართული article ვოლფრამი, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). შინაარსი წარმოდგენილია შემდეგი ლიცენზიით (თუ სხვა არ არის მითითებული): CC BY-SA 4.0. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki ქართული (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.