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Tungstène
Tantale ← Tungstène → Rhénium Mo   74 W                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               ↑ W ↓ Sg Table complète • Table 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
No CAS	7440-33-7 [2]
No EINECS	231-143-9
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[5]
1re : 7,86403 eV	2e : 16,1 eV
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
Directive 67/548/EEC[6]
État pulvérulent : F
Symboles : F : Facilement inflammable Phrases R : R11 : Facilement inflammable. Phrases S : S22 : Ne pas respirer les poussières. S33 : Éviter l’accumulation de charges électrostatiques.
Phrases R : 11,
Phrases S : 22, 33,
SIMDUT[7]
Produit non contrôlé Ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT. Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients Commentaires : La dénomination chimique et la concentration de cet ingrédient doivent être divulgués sur la fiche signalétique s'il est présent à une concentration égale ou supérieure à 1,0 % dans un produit contrôlé.
SGH[6]
État pulvérulent : Danger H228, P210, P240, P241, P280, P370, P378, H228 : Matière solide inflammable P210 : Tenir à l’écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer. P240 : Mise à la terre/liaison équipotentielle du récipient et du matériel de réception. P241 : Utiliser du matériel électrique/de ventilation/d’éclairage/.../antidéflagrant. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P370 : En cas d’incendie: P378 : Utiliser ... pour l’extinction.
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 » (lourd) et « sten » (pierre) et signifie donc « pierre lourde ».

C'est un métal de transition gris-acier blanc, très dur, et lourd qui est reconnu pour ses propriétés physiques. On trouve du tungstène dans de nombreux minerais comme le wolframite et le scheelite. Sous sa forme pure, il est principalement utilisé dans des applications électriques (filaments d'ampoule), mais sous forme de composés ou d'alliages il possède de nombreuses applications, comme 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 à l'aide d'une scie à métaux lorsqu'il est très pur, mais il est cassant et difficile à travailler lorsqu'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 tous les métaux, la plus faible pression de vapeur et la plus grande résistance à la traction de tous les métaux à une température supérieure à 1 650 °C, son module de Young est de 406 GPa. Du fait de sa très haute température de fusion, le tungstène n'est pas fondu mais fritté à haute température ainsi que certains de ses composés comme le carbure de tungstène^[8] . Sa résistance à la corrosion est excellente et il ne peut être que légèrement attaqué par les acides minéraux. Le tungstène métallique forme une couche d'oxyde protecteur lorsqu'il est exposé à l'air. Lorsqu'on l'ajoute en faible quantité aux alliages d'acier, il en augmente la dureté.

  Applications

Le tungstène connaît un grand nombre d'utilisations, la plus courante étant sous forme de carbure de tungstène (WC) et de sous-carbure de tungstène (W₂C), qui sert à 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, ainsi que dans celle des électrodes, les très fins filaments que l'on peut produire avec ce métal ayant un très haut point de fusion.

Autres utilisations :

• Son point de fusion très élevé le rend particulièrement adéquat pour les applications spatiales et celles qui demandent l'utilisation de très hautes températures.
• La dureté et la densité de ce métal le rendent idéal pour faire des alliages de métaux utilisés dans l'armement, les puits de chaleur, ainsi que les poids et contre-poids.
• Les pièces d'usure utilisées, par exemple dans les outils à haute vitesse, utilisent souvent des alliages de tungstène et d'acier pouvant contenir jusqu'à 18 % de tungstène.
• Des composés du tungstène sont utilisés comme catalyseur, pigment inorganique. Le disulfure de tungstène (en) est utilisé comme lubrifiant stable au-dessus de 500 °C.
• le tungstate de sodium (en) (numéro CAS : 10213-10-2) fait partie du réactif de Folin Denis (en).
• Étant donné que son coefficient de dilatation est équivalent à celui du verre borosilicate, il est utilisé pour faire des collages verre sur métal.
• Des superalliages contenant du tungstène sont utilisés pour faire des pales de turbine, des outils en acier, ainsi que des plaquages.
• Il est utilisé comme électrode réfractaire dans le soudage TIG.
• Les contacts d'arc de disjoncteurs à haute tension sont aussi partiellement constitués de tungstène afin de supporter la haute température d'un arc électrique.
• DIME (Dense Inert Metal Explosive), nouvel armement très performant pour tuer un être humain tout en causant des dégâts dans un rayon très limité de quelques mètres.
• Le fabricant de raquettes de tennis Babolat l'utilise désormais dans sa nouvelle gamme de raquettes « GT » (pour Graphite/Tungstène). L'ajout de tungstène au graphite à quelques endroits stratégiques permet d'améliorer la stabilité de la raquette.

  Histoire

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

Il détermina alors que ce minéral devait contenir une substance inconnue. En 1781, Carl Wilhelm Scheele établit qu'un nouvel acide pouvait être formé à partir du tungsténite. Scheele et Berman suggérèrent qu'il devait être possible d'obtenir un nouveau métal en réduisant cet acide. Les frères Juan José et Fausto de Elhúyar découvrirent, en 1783, un nouvel acide dérivé de la wolframite identique à l'acide tungstique (en). En Espagne, un peu 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^[9], en Bolivie, Californie, Chine, Colorado É.-U., Portugal, Russie, et la Corée du Sud. La Chine produisait en 2006 84 % de l'approvisionnement mondial^[10]. Le métal est produit commercialement par réduction de l'oxyde de tungstène par de l'hydrogène ou du carbone.

  Voir aussi

• Métaux réfractaires

  Notes

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