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タングステン

原子番号74の元素

タングステンまたはウォルフラム: Wolfram [ˈvɔlfram]: wolframium: tungsten [ˈtʌŋstən])は原子番号74の元素元素記号W金属元素の一つ。

タンタル タングステン レニウム
Mo

W

Sg
Element 1: 水素 (H),
Element 2: ヘリウム (He),
Element 3: リチウム (Li),
Element 4: ベリリウム (Be),
Element 5: ホウ素 (B),
Element 6: 炭素 (C),
Element 7: 窒素 (N),
Element 8: 酸素 (O),
Element 9: フッ素 (F),
Element 10: ネオン (Ne),
Element 11: ナトリウム (Na),
Element 12: マグネシウム (Mg),
Element 13: アルミニウム (Al),
Element 14: ケイ素 (Si),
Element 15: リン (P),
Element 16: 硫黄 (S),
Element 17: 塩素 (Cl),
Element 18: アルゴン (Ar),
Element 19: カリウム (K),
Element 20: カルシウム (Ca),
Element 21: スカンジウム (Sc),
Element 22: チタン (Ti),
Element 23: バナジウム (V),
Element 24: クロム (Cr),
Element 25: マンガン (Mn),
Element 26: 鉄 (Fe),
Element 27: コバルト (Co),
Element 28: ニッケル (Ni),
Element 29: 銅 (Cu),
Element 30: 亜鉛 (Zn),
Element 31: ガリウム (Ga),
Element 32: ゲルマニウム (Ge),
Element 33: ヒ素 (As),
Element 34: セレン (Se),
Element 35: 臭素 (Br),
Element 36: クリプトン (Kr),
Element 37: ルビジウム (Rb),
Element 38: ストロンチウム (Sr),
Element 39: イットリウム (Y),
Element 40: ジルコニウム (Zr),
Element 41: ニオブ (Nb),
Element 42: モリブデン (Mo),
Element 43: テクネチウム (Tc),
Element 44: ルテニウム (Ru),
Element 45: ロジウム (Rh),
Element 46: パラジウム (Pd),
Element 47: 銀 (Ag),
Element 48: カドミウム (Cd),
Element 49: インジウム (In),
Element 50: スズ (Sn),
Element 51: アンチモン (Sb),
Element 52: テルル (Te),
Element 53: ヨウ素 (I),
Element 54: キセノン (Xe),
Element 55: セシウム (Cs),
Element 56: バリウム (Ba),
Element 57: ランタン (La),
Element 58: セリウム (Ce),
Element 59: プラセオジム (Pr),
Element 60: ネオジム (Nd),
Element 61: プロメチウム (Pm),
Element 62: サマリウム (Sm),
Element 63: ユウロピウム (Eu),
Element 64: ガドリニウム (Gd),
Element 65: テルビウム (Tb),
Element 66: ジスプロシウム (Dy),
Element 67: ホルミウム (Ho),
Element 68: エルビウム (Er),
Element 69: ツリウム (Tm),
Element 70: イッテルビウム (Yb),
Element 71: ルテチウム (Lu),
Element 72: ハフニウム (Hf),
Element 73: タンタル (Ta),
Element 74: タングステン (W),
Element 75: レニウム (Re),
Element 76: オスミウム (Os),
Element 77: イリジウム (Ir),
Element 78: 白金 (Pt),
Element 79: 金 (Au),
Element 80: 水銀 (Hg),
Element 81: タリウム (Tl),
Element 82: 鉛 (Pb),
Element 83: ビスマス (Bi),
Element 84: ポロニウム (Po),
Element 85: アスタチン (At),
Element 86: ラドン (Rn),
Element 87: フランシウム (Fr),
Element 88: ラジウム (Ra),
Element 89: アクチニウム (Ac),
Element 90: トリウム (Th),
Element 91: プロトアクチニウム (Pa),
Element 92: ウラン (U),
Element 93: ネプツニウム (Np),
Element 94: プルトニウム (Pu),
Element 95: アメリシウム (Am),
Element 96: キュリウム (Cm),
Element 97: バークリウム (Bk),
Element 98: カリホルニウム (Cf),
Element 99: アインスタイニウム (Es),
Element 100: フェルミウム (Fm),
Element 101: メンデレビウム (Md),
Element 102: ノーベリウム (No),
Element 103: ローレンシウム (Lr),
Element 104: ラザホージウム (Rf),
Element 105: ドブニウム (Db),
Element 106: シーボーギウム (Sg),
Element 107: ボーリウム (Bh),
Element 108: ハッシウム (Hs),
Element 109: マイトネリウム (Mt),
Element 110: ダームスタチウム (Ds),
Element 111: レントゲニウム (Rg),
Element 112: コペルニシウム (Cn),
Element 113: ニホニウム (Nh),
Element 114: フレロビウム (Fl),
Element 115: モスコビウム (Mc),
Element 116: リバモリウム (Lv),
Element 117: テネシン (Ts),
Element 118: オガネソン (Og),
Tungsten has a body-centered cubic crystal structure
74W
外見
銀灰色
Wolfram evaporated crystals and 1cm3 cube.jpg
一般特性
名称, 記号, 番号 タングステン, W, 74
分類 遷移金属
, 周期, ブロック 6, 6, d
原子量 183.84
電子配置 [Xe] 4f14 5d4 6s2[1]
電子殻 2, 8, 18, 32, 12, 2(画像
物理特性
固体
密度室温付近) 19.25 g/cm3
融点での液体密度 17.6 g/cm3
融点 3695 K, 3422 °C, 6192 °F
沸点 5828 K, 5555 °C, 10031 °F
臨界点 13892 K, MPa
融解熱 35.3 kJ/mol
蒸発熱 806.7 kJ/mol
熱容量 (25 °C) 24.27 J/(mol·K)
蒸気圧
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
温度 (K) 3477 3773 4137 4579 5127 5823
原子特性
酸化数 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, −1, -2(弱酸性酸化物
電気陰性度 2.36(ポーリングの値)
イオン化エネルギー 第1: 770 kJ/mol
第2: 1700 kJ/mol
原子半径 139 pm
共有結合半径 162±7 pm
その他
結晶構造 体心立方格子構造
磁性 常磁性[2]
電気抵抗率 (20 °C) 52.8 nΩ·m
熱伝導率 (300 K) 173 W/(m·K)
熱膨張率 (25 °C) 4.5 µm/(m·K)
音の伝わる速さ
(微細ロッド)
(r.t.) (annealed) 4620 m/s
ヤング率 411 GPa
剛性率 161 GPa
体積弾性率 310 GPa
ポアソン比 0.28
モース硬度 9
ビッカース硬度 3430 MPa
ブリネル硬度 2570 MPa
CAS登録番号 7440-33-7
主な同位体
詳細はタングステンの同位体を参照
同位体 NA 半減期 DM DE (MeV) DP
180W 0.12% 1.8×1018 y α 2.516 176Hf
181W syn 121.2 d ε 0.188 181Ta
182W 26.50% 中性子108個で安定
183W 14.31% 中性子109個で安定
184W 30.64% 中性子110個で安定
185W syn 75.1 d β- 0.433 185Re
186W 28.43% 中性子112個で安定

原子量は183.84である。銀灰色の非常に硬く重い金属で、クロム族元素に属する。化学的に安定で、その結晶は体心立方構造 (BCC) を持つ。融点3380 °C で、沸点5555 °C比重は19.3。希少金属の一つである。


目次

用途編集

金属のうちでは最も融点が高く、金属としては比較的大きな電気抵抗を持つので、電球フィラメントとして利用されるがLEDの普及によりこの分野の使用量は減少してきている。また、タングステン合金や炭化タングステンは非常に硬度が高いため、高級な切削用工具に用いられる。比重が大きく高い硬度を持つため砲弾、特に対戦車、対艦船用の徹甲弾に用いられるが、この用途では後発の劣化ウランと競合する。との比重が近いことから、金の延べ板の偽造に用いられることがある[3]狩猟用の散弾銃弾や、鉛の釣りのおもり(シンカー)に代わる代替品としても注目されているが、コストや加工などの問題から普及は進んでいない。

産出編集

タングステンの産出量は、中華人民共和国が52,000トンで、世界の産出量の83.7%を占めており、次いでロシア連邦カナダオーストリアなどで、多く産出される。

前記の様に産業上・軍事上非常に重要性が高い金属であるが地殻存在度が低い物質であり、産出地にも偏りがある。日本においても多くを他国からの輸入に頼っている状況であるため、万一の国際情勢の急変に対する安全保障策として国内消費量の最低60日分を国家備蓄すると定められている。

歴史編集

1781年スウェーデンカール・ヴィルヘルム・シェーレ灰重石から酸化タングステン(VI)の分離に成功し、タングステン酸と命名。1783年スペインファン・ホセファウストのエルヤル兄弟が、タングステン酸を木炭で還元して初めて単体を得、ウォルフラムと命名。

タングステン (tungsten) とは、スウェーデン語デンマーク語ノルウェー語で「重い石」という意味である。元素記号の W はドイツ語Wolfram にちなむ[5]。これは、タングステン鉱石(鉄マンガン重石Wolframit から来ており(エルヤル兄弟の命名もここから)、これがスズ鉱石の中に混入すると、スラグを作ってスズの精製を阻害することから、スズを狼 (Wolf) のようにむさぼり食べるという意味で名づけられた[6]

米国では2010年、コンゴ民主共和国および周辺国で紛争地域のテロ活動の資金源となっている鉱物、いわゆる「紛争鉱物英語版」に指定され、製品に使用する企業は米証券取引委員会に報告義務が課された[7]

日米欧からの提訴を受けて世界貿易機関(WTO)が協定違反と断じたことにより、2015年に生産をほぼ独占していた中国はタングステンとレアアースモリブデンに賦課している「輸出税」と「輸出数量制限」を廃止した[8]

同位体編集

タングステンには158Wから192Wまでの同位体が知られており、このうち180W182W183W184W186Wが天然に存在する。全ての同位体が放射性同位体と考えられているが、いずれも極めて半減期が長く、崩壊が観測されたことはない。計算上 1 g のタングステンは2日に1個原子が崩壊しているはずである。

タングステンの化合物編集

タングステン酸塩鉱物編集

鉱物学において、タングステン酸塩からなる鉱物タングステン酸塩鉱物(タングステンさんえんこうぶつ、: tungstate mineral)と呼ぶ。灰重石 CaWO4(タングステン酸カルシウム)、鉄重石 FeWO4(タングステン酸鉄)、マンガン重石 MnWO4(タングステン酸マンガン)などがある。

脚注編集

参考文献編集

関連項目編集

外部リンク編集