ВОЛЬФРАМ СВОЙСТВА

Вольфрам отличается от всех остальных металлов особой тяжестью, твердостью и тугоплавкостью. Давно известно выражение: «Тяжелый, как свинец». Правильнее было бы говорить: «Тяжелый, как вольфрам». Плотность вольфрама почти вдвое больше, чем свинца, точнее — в 1,7 раза. При этом атомная масса его несколько ниже: 184 против 207.По тугоплавкости и твердости вольфрам и его сплавы занимают высшие места среди металлов. Технически чистый вольфрам плавится при 3410° С, а кипит лишь при 6690° С. Такая температура — на поверхности Солнца! А выглядит «король тугоплавкости» довольно заурядно. Цвет вольфрама в значительной мере зависит от способа получения. Сплавленный вольфрам блестящий серый металл, больше всего напоминающий платину. Вольфрамовый порошок — серый, темно-серый и даже черный (чем мельче зернение, тем темнее).

Химическая активность

Природный вольфрам состоит из пяти стабильных изотопов с массовыми числами от 180 до 186. Кроме того, в атомных реакторах в результате различных ядерных реакций образуются еще 8 радиоактивных изотопов вольфрама с массовыми числами от 176 до 188; все они сравнительно недолговечны: их периоды полураспада — от нескольких часов до нескольких месяцев.Семьдесят четыре электрона атома вольфрама расположены вокруг ядра таким образом, что шесть из них находятся на внешних орбитах и могут быть отделены сравнительно легко. Поэтому максимальная валентность вольфрама равна шести. Однако строение этих внешних орбит особое — они состоят как бы из двух «ярусов»: четыре электрона принадлежат предпоследнему уровню —d, который оказывается, таким образом, заполненным меньше чем наполовину. (Известно, что число электронов в заполненном уровне d равно десяти.)

Эти четыре электрона( очевидно, неспаренные) способны легко образовывать химическую связь. Что же касается двух «самых наружных» электронов, то их оторвать совсем легко . Именно особенностями строения электронной оболочкиобъясняется высокая химическая активность вольфрама.В соединениях он бывает не только шестивалентным, нои пяти-, четырех-, трех-, двух- и нульвалентным. (Неизвестны лишь соединения одновалентного вольфрама) Активность вольфрама проявляется в том, что он вступает в реакции с подавляющим большинстом элементов, образуя множество простых и сложных соединений. Даже в сплавах вольфрам часто оказывается химически связанным. А с кислородом и другими окислителями он взаимодействует легче, чем большинство тяжелых металлов.

Реакция вольфрама с кислородом идет при нагревании, особенно легко — в присутствии паров воды. Если вольфрам нагревать на воздухе, то при 400—500° С на поверхности металла образуется устойчивый низший окисел VО₂; вся поверхность затягивается коричневой пленкой. При более высокой температуре сначала получается про-межуточный окисел W₄O₁₁ синего цвета, а затем лимонно-желтая трехокись вольфрама WO₃, которая возгоняется при 923° С.Сухой фтор соединяется с тонкоизмельченным вольфрамом уже при небольшом нагревании. При этом образуется гексафторид WF₆ — вещество, которое плавится при 2,5° С в кипит при 19,5° С. Аналогичное соединение — WCl₆ — получается при реакции с хлором, но лишь при 600° С. Сине-стального цвета кристаллы WCl₆ плавятся при 275° С и кипят при 347° С.

С бромом и иодом вольфрам образует малоустойчивые соединения: пента- и дибромид, тетран динодид.При высокой температуре вольфрам соединяется с серой, селеном и теллуром, с азотом и бором, с углеродом к кремнием. Некоторые из этих соединений отличаются большой твердостью и другими замечательными свой-ствами .Карбонил W(СO)₆. Здесь вольфрам соединён с окисью углерода и, следовательно, обладает нулевой валентностью. Карбонил вольфрама неустойчив; его получают в специальных условиях. При 0° он выделятся из соответствующего раствора в виде бесцветных кристаллов, при 50° С возгоняется, а при 100° С полностью разлагается. Но именно это соединение позволяет полу-чить тонкие и плотные покрытия из чистого вольфрама. Не только сам вольфрам, но и многие его соединениявесьма активны. В частности, окись вольфрама WО₃ способна к полимеризации. В результате образуются так называемые изополисоединения и гетерополисоединения; молекулы последних могут содержать более 50 атомов.