| Symbool | W |
|---|---|
| Atoomnummer | 74 |
| Atoommassa | 183,84 u |
| Categorie | Overgangsmetaal |
| Groep | 6 |
| Periode | 6 |
| Blok | d-blok |
| Fase bij 20 °C | vast |
| Smeltpunt | 3422 °C |
| Kookpunt | 5555 °C |
| Dichtheid | 19,25 g/cm³ |
| Elektronenconfiguratie | [Xe] 4f14 5d4 6s2 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 18, 32, 12, 2 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 2,36 |
| Oxidatiegetallen | +4, +6 |
| Ontdekt | 1783 door Juan José en Fausto Elhuyar |
| Engelse naam | Tungsten |
Eigenschappen van wolfraam
Zuiver wolfraam is een grijswit, glanzend metaal dat bij kamertemperatuur bros kan zijn, maar na bewerking tot dunne draad wordt getrokken. Het heeft niet alleen het hoogste smeltpunt van alle metalen, maar ook de laagste uitzettingscoëfficiënt van de zuivere metalen en een zeer hoge treksterkte bij hoge temperaturen. Bij kamertemperatuur is wolfraam goed bestand tegen lucht en de meeste zuren; boven ongeveer 400 °C oxideert het tot geel wolfraamtrioxide (WO3). Het meest stabiele oxidatiegetal is +6, zoals in wolframaten, maar wolfraam vormt verbindingen van −2 tot +6. Met koolstof vormt het wolfraamcarbide (WC), een van de hardste bekende stoffen. Bijzonder is dat sommige bacteriën en archaea wolfraam gebruiken in enzymen, waarmee het het zwaarste element is dat een rol in levende wezens speelt. Over metalen en legeringen lees je meer over hoe zulke harde materialen worden gemaakt.
Naam. De naam komt van het Duitse Wolf Rahm ('wolfsschuim'), omdat het mineraal wolframiet bij het smelten van tinerts tin 'opvrat' zoals een wolf een schaap; de Engelse naam tungsten betekent in het Zweeds 'zware steen'.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Wolfraam staat in periode 6 en groep 6 van het periodiek systeem, in het d-blok.
Een neutraal atoom heeft 74 protonen in de kern en 74 elektronen, verdeeld over 6 schillen: 2, 8, 18, 32, 12, 2. Het periodenummer (6) is gelijk aan het aantal schillen.
Buren in het systeem: links/ervoor: Tantaal (Ta, 73); rechts/erna: Renium (Re, 75); erboven in dezelfde groep: Molybdeen (Mo); eronder in dezelfde groep: Seaborgium (Sg).
Andere elementen in groep 6: Chroom, Molybdeen, Seaborgium.
Voorkomen
Wolfraam komt met ongeveer 1 milligram per kilogram in de aardkorst voor, vooral in de mineralen wolframiet ((Fe,Mn)WO4) en scheeliet (CaWO4). Ruim 80 procent van de wereldproductie komt uit China; ook Vietnam, Rusland en Bolivia zijn producenten. Het erts wordt omgezet in ammoniumparawolframaat, daarna in wolfraamoxide, dat met waterstof wordt gereduceerd tot metaalpoeder. Omdat wolfraam zo moeilijk te smelten is, wordt het poeder geperst en gesinterd tot massieve stukken. Wolfraam staat op de EU-lijst van kritieke grondstoffen.
Toepassingen
- Wolfraamcarbide is het materiaal van boorkoppen, freesgereedschap, pennenpunten en de spikes van autobanden en wandelstokken.
- Gloeidraden in gloeilampen en halogeenlampen, en verwarmingselementen in vacuümovens, waren decennialang van wolfraam.
- Lasers en lasapparaten (TIG-lassen) gebruiken wolfraamelektroden die niet smelten.
- Zware wolfraamlegeringen dienen als contragewicht in vliegtuigen, Formule 1-auto's en golfclubs, en als stralingsafscherming.
- In röntgenbuizen bestaat de anode vaak uit wolfraam, dat de botsing met snelle elektronen en de hitte verdraagt.
Veelgestelde vragen
Waarom heeft wolfraam het hoogste smeltpunt?
In wolfraam doen veel elektronen mee aan de binding tussen de atomen: de zes buitenste elektronen vormen sterke metaalbindingen met een gedeeltelijk covalent karakter. Daardoor is er heel veel energie nodig om het kristalrooster af te breken. Pas bij 3422 °C smelt het metaal.
Is wolfraam zwaarder dan goud?
Bijna niet. Wolfraam heeft een dichtheid van ongeveer 19,25 gram per kubieke centimeter, goud van 19,32. Een blokje wolfraam is dus vrijwel even zwaar als een even groot blokje goud. Daarom wordt wolfraam soms door fraudeurs gebruikt om nepgoud te maken.