Wolframio

Wolframio o volframio

Símbolo: W
Clasificación: Metales de transición Grupo 6

Número Atómico: 74
Masa Atómica: 183,84
Número de protones/electrones: 74
Número de neutrones (Isótopo 184-W): 110
Estructura electrónica: [Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s²
Electrones en los niveles de energía: 2, 8, 18, 32, 12, 2
Números de oxidación: +2, +3, +4, +5, +6

Electronegatividad: 2,36
Energía de ionización (kJ.mol^-1): 770
Afinidad electrónica (kJ.mol^-1): 79
Radio atómico (pm): 141
Radio iónico (pm) (carga del ion): 68(+4), 62(+6)

Entalpía de fusión (kJ.mol^-1): 35,2
Entalpía de vaporización (kJ.mol^-1): 799,1

Punto de Fusión (ºC): 3422
Punto de Ebullición (ºC): 5555
Densidad (kg/m³): 19300; (20 ºC)
Volumen atómico (cm³/mol): 9,53
Estructura cristalina: Cúbica
Color: Plateado.

Propiedades comparadas

Isótopos: Cinco isótopos naturales: 180-W (0,13%), 182-W (26,3%), 183-W (1,1x10¹⁷ años, 14,3%), 184-W (3x10¹⁷ años, 30,67%), 186-W (28,6%). Veintiocho inestables cuyo período de semidesintegración oscila entre 0,9 milisegundos (158-W) y 121,2 días (181-W).

Descubierto en: 1783
Descubierto por: Fausto y Juan José de Elhuyar
Fuentes: Minerales: wolframita [(Fe,Mn)(WO₄)], scheelita (CaWO₄), ferberita (FeWO₄), hübnerita (MnWO₄), stolzita (PbWO₄) (todos son wolframatos).
Usos: Aleaciones duras (brocas, piedras de afilar), electrodos y filamentos incandescentes, cabezas de cohetes, motores de aviones.

Curiosidades sobre el elemento: En los países de habla inglesa y francesa se suele emplear el nombre antiguo de tungsteno (del sueco tung sten = piedra pesada). El nombre wolframio procede del alemán (de la wolframita).
En 1779, Peter Woulfe estudió el mineral wolframita y concluyó que debía contener una nueva sustancia. En 1781, Scheele encontró que se podía obtener un nuevo ácido (denominado tungsténico) a partir del mineral scheelita. Scheele y Berman sugieren la posibilidad de obtener un nuevo metal por reducción de este ácido.
En 1783, los hermanos Elhuyar encontraron que el ácido obtenido de la wolframita era idéntico al de Scheele, y en este mismo año obtuvieron el elemento por reducción del ácido con carbón.
Constituye el 1,25x10^-4% en peso de la corteza. No se encuentra en estado nativo. Los minerales principales son la wolframita y scheelita. Otros son hübnerita, ferberita, stolzita, tungstita u ocre de tungsteno (WO₃.H₂O), cuprotungstita [CuWO₄], tungstenita (WS₂).
El metal se obtiene comercialmente mediante reducción del óxido (WO₃) con hidrógeno o carbono a 1200ºC. El polvo obtenido se prensa y sinteriza. Se purifica mediante fusión por zonas.
El wolframio puro es un metal de color gris-acero a blanco-estaño. Cuando está muy puro se puede cortar con una sierra, forjar, estirar en hilos, extrudir, etc: es muy dúctil y maleable.
El metal impuro es quebradizo y duro: se trabaja con dificultad.
Tiene el mayor punto de fusión y la presión de vapor más baja de todos los metales. A temperaturas superiores a 1650ºC tiene la mayor resistencia a la tensión.
Su coeficiente de dilatación es semejante al de los vidrios de borosilicato: se emplea en soldadura de metal-vidrio.
Su conductividad eléctrica es un 30% de la del cobre.
A temperatura ambiente es estable al aire por la formación de una capa de óxido, que sólo es atacada lentamente por los ácidos. Si se trata de una mezcla de fluorhídrico y nítrico el ataque es rápido.
A altas temperaturas debe protegerse de la oxidación, reacciona con cloro y bromo para dar los hexahaluros respectivos; con boro, carbono, silicio y nitrógeno da boruros, carburos, siliciuros y nitruros extraordinariamente duros y de altos puntos de fusión. Se disuelve en los hidróxidos alcalinos fundidos para dar wolframatos.
El wolframio y sus aleaciones se emplean en filamentos de bombillas eléctricas (mediante dopado con potasio, silicio y aluminio durante el proceso de purificación, se pueden obtener filamentos de varios metros de longitud (y 0,01 mm de diámetro) que se utilizan en la fabricación de lámparas incandescentes), tubos electrónicos y de televisión, en la técnica de evaporación de metales, en los contactos de los distribuidores eléctricos de encendido de automóviles, blancos de rayos X, bobinas y otros elementos de calefacción de hornos eléctricos y otras materiales que requieren trabajar altas temperaturas y ser resistentes a la corrosión, y en la industria aeronáutica: cabezas de cohetes, motores. El 40% o más del wolframio se utiliza en la obtención de aleaciones.
Aleaciones para herramientas de alta velocidad, Hastelloy(R), Stellite(R) y otras muchas.
Entre sus compuestos:
Los wolframatos de calcio y magnesio se utilizan en luces fluorescentes.
Otras sales se utilizan en la industria química y de curtidos. El Na₂WO₄ se emplea en la fabricación de tejidos incombustibles.
El carburo de wolframio es un material de gran importancia en el trabajo de metales: corte, tornos,.., minería, petróleo. La brocas de widia (del alemán wie diamant: como el diamante) son WC con 10% de cobalto, son extremadamente duras.
El disulfuro de wolframio es un lubricante seco empleado a altas temperaturas (estable a 500ºC).
El trióxido (amarillo) se emplea en pinturas y en cerámica.
Ni el wolframio ni sus combinaciones parecen tóxicas.