टंगस्टन

Tungsten, ₇₄W

File:Wolfram evaporated crystals and 1cm3 cube.jpg
Tungsten
उच्चारण	/ˈtʌŋstən/ ​(TUNG-stən)
Alternative name	wolfram, pronounced: /ˈwʊlfrəm/ (WUUL-frəm)
allotropes	α-tungsten (common), β-tungsten
दिखावट	grayish white, lustrous
Standard atomic weight Ar°(W)	183.84±0.01 183.84±0.01 (abridged)
Tungsten in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Mo ↑ W ↓ Sg tantalum ← tungsten → rhenium
Atomic number (Z)	74
समूह	group 6
अवधि	period 6
ब्लॉक	d-block
ऋणावेशित सूक्ष्म अणु का विन्यास	[Xe] 4f14 5d4 6s2
प्रति शेल इलेक्ट्रॉन	2, 8, 18, 32, 12, 2
भौतिक गुण
Phase at STP	solid
गलनांक	3695 K ​(3422 °C, ​6192 °F)
क्वथनांक	6203 K ​(5930 °C, ​10706 °F)
Density (near r.t.)	19.25 g/cm3
when liquid (at m.p.)	17.6 g/cm3
संलयन की गर्मी	52.31 kJ/mol
Heat of vaporization	774 kJ/mol
दाढ़ गर्मी क्षमता	24.27 J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 3477 3773 4137 4579 5127 5823
परमाणु गुण
ऑक्सीकरण राज्य	−4, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6 (a mildly acidic oxide)
इलेक्ट्रोनगेटिविटी	Pauling scale: 2.36
Ionization energies	1st: 770 kJ/mol 2nd: 1700 kJ/mol
परमाणु का आधा घेरा	empirical: 139 pm
सहसंयोजक त्रिज्या	162±7 pm
File:Tungsten spectrum visible.png Spectral lines of tungsten
अन्य गुण
प्राकृतिक घटना	primordial
क्रिस्टल की संरचना	​body-centered cubic (bcc) File:Cubic-body-centered.svg
Speed of sound thin rod	4620 m/s (at r.t.) (annealed)
थर्मल विस्तार	4.5 µm/(m⋅K) (at 25 °C)
ऊष्मीय चालकता	173 W/(m⋅K)
विद्युत प्रतिरोधकता	52.8 nΩ⋅m (at 20 °C)
चुंबकीय आदेश	paramagnetic
दाढ़ चुंबकीय संवेदनशीलता	+59.0×10−6 cm3/mol (298 K)
यंग मापांक	411 GPa
कतरनी मापांक	161 GPa
थोक मापांक	310 GPa
पॉइसन अनुपात	0.28
मोहन कठोरता	7.5
विकर्स कठोरता	3430–4600 MPa
ब्रिनेल हार्डनेस	2000–4000 MPa
CAS नंबर	7440-33-7
History
खोज और पहला अलगाव	Juan José Elhuyar and Fausto Elhuyar (1783)
Named by	Torbern Bergman (1781)
चिन्ह, प्रतीक	"W": from Wolfram, originally from Middle High German wolf-rahm 'wolf's foam' describing the mineral wolframite
Main isotopes of tungsten
Iso­tope Abun­dance Half-life (t1/2) Decay mode Pro­duct 180W 0.12% 1.8×1018 y α 176Hf 181W syn 121.2 d ε 181Ta 182W 26.50% stable 183W 14.31% stable 184W 30.64% stable 185W syn 75.1 d β− 185Re 186W 28.43% stable

टंगस्टन, या वोल्फ्राम, प्रतीक (रसायन विज्ञान) W और परमाणु संख्या 74 के साथ रासायनिक तत्व है। टंगस्टन वह दुर्लभ धातु है जो पृथ्वी पर प्राकृतिक रूप से लगभग विशेष रूप से अन्य तत्वों के साथ यौगिकों के रूप में पाई जाती है। इसे 1781 में नए तत्व के रूप में पहचाना गया था और पहली बार 1783 में एक धातु के रूप में अलग किया गया था। इसके महत्वपूर्ण अयस्कों में स्कीलाइट और वुल्फ्रामाइट सम्मलित हैं, इसके पश्चात आने वाले तत्वों को इसका वैकल्पिक नाम दिया।

मुक्त तत्व इसकी मजबूती के लिए उल्लेखनीय है, विशेष रूप से तथ्य यह है कि इसमें कार्बन को छोड़कर सभी ज्ञात तत्वों का उच्चतम गलनांक होता है (जो सामान्य दबाव में उर्ध्वपातित होता है), पिघलने पर 3,422 °C (6,192 °F; 3,695 K). इसका उच्चतम क्वथनांक भी है 5,930 °C (10,706 °F; 6,203 K). इसका घनत्व है 19.30 grams per cubic centimetre (0.697 lb/cu in), यूरेनियम और सोने की तुलना में, और सीसा की तुलना में बहुत अधिक (लगभग 1.7 गुना)। पॉलीक्रिस्टलाइन टंगस्टन एक आंतरिक रूप से भंगुर है और कठोरता सामग्री (मानक स्थितियों के अनुसार, जब असंबद्ध), यह धातु के लिए मुश्किल बना रही है। चूंकि, शुद्ध सिंगल-क्रिस्टलीय टंगस्टन में अधिक लचीलापन होता है और इसे हार्ड-स्टील हैक्सॉ से काटा जा सकता है। टंगस्टन कई मिश्र धातुओं में होता है, जिसमें कई अनुप्रयोग होते हैं, जिनमें गरमागरम प्रकाश बल्ब तंतु, एक्स-रे ट्यूब, गैस टंग्सटन आर्क वेल्डिंग में इलेक्ट्रोड, सुपरलॉइज़ और विकिरण सुरक्षा सम्मलित हैं। टंगस्टन की कठोरता और उच्च घनत्व इसे काइनेटिक ऊर्जा भेदक में सैन्य अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। टंगस्टन यौगिकों का उपयोग अधिकांशतः औद्योगिक उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।

तीसरी संक्रमण धातु श्रृंखला में टंगस्टन एकमात्र धातु है जो जैव अणुओं में होने के लिए जानी जाती है, जो बैक्टीरिया और आर्किया की कुछ प्रजातियों में पाई जाती है। चूंकि, टंगस्टन मोलिब्डेनम और तांबे के चयापचय में हस्तक्षेप करता है और पशु जीवन के अधिकांश रूपों के लिए कुछ सीमा तक जहरीला होता है।

विशेषताएं

भौतिक गुण

अपने कच्चे रूप में, टंगस्टन एक कठोर स्टील-ग्रे धातु है जो अधिकांशतः धातु के काम के लिए भंगुर और कठोर होता है। शुद्ध, मोनोक्रिस्टलाइन टंगस्टन अपनी कठोरता (जो कई स्टील्स से अधिक है) को निरंतर रखता है, और इतना लचीला हो जाता है कि इसे सरलता से काम किया जा सकता है। यह लोहारी, ड्राइंग (निर्माण), या बाहर निकालना द्वारा काम किया जाता है, लेकिन यह सामान्यतः सिंटरिंग द्वारा बनता है।

शुद्ध रूप में सभी धातुओं में, टंगस्टन का गलनांक सबसे अधिक होता है (3,422 °C, 6,192 °F), सबसे कम वाष्प दबाव (ऊपर के तापमान पर 1,650 °C, 3,000 °F), और उच्चतम तन्यता ताकत। यद्यपि कार्बन टंगस्टन की तुलना में उच्च तापमान पर ठोस रहता है, कार्बन उच्च बनाने की क्रिया (चरण संक्रमण) पिघलने के अतिरिक्त वायुमंडलीय दबाव पर होता है, इसलिए इसका कोई गलनांक नहीं होता है। इसके अतिरिक्त, टंगस्टन का सबसे स्थिर क्रिस्टल चरण कम से कम 364 गीगापास्कल तक के दबावों के लिए किसी भी उच्च दबाव-प्रेरित संरचनात्मक परिवर्तनों को प्रदर्शित नहीं करता है। टंगस्टन में किसी भी शुद्ध धातु के उष्मीय विस्तार का सबसे कम गुणांक होता है। कम तापीय विस्तार और उच्च गलनांक और टंगस्टन की तन्य शक्ति 5d इलेक्ट्रॉनों द्वारा टंगस्टन परमाणुओं के बीच बने मजबूत धात्विक बंधों से उत्पन्न होती है। स्टील के साथ टंगस्टन की थोड़ी मात्रा मिलाने से इसकी कठोरता बहुत बढ़ जाती है।

टंगस्टन दो प्रमुख स्फटिकता रूपों में सम्मलित है: α और β। पूर्व में एक शरीर-केंद्रित घन संरचना है और यह अधिक स्थिर रूप है। इस चरण की संरचना को A15 चरण कहा जाता है; यह मेटास्टेबल है, लेकिन गैर-संतुलन संश्लेषण या अशुद्धियों द्वारा स्थिरीकरण के कारण परिवेशी परिस्थितियों में α चरण के साथ सह-अस्तित्व में हो सकता है। Α चरण के विपरीत जो आइसोमेट्रिक अनाज में क्रिस्टलीकृत होता है, β रूप एक स्तंभकार क्रिस्टल की आदत प्रदर्शित करता है। α चरण में विद्युत प्रतिरोधकता का एक तिहाई होता है और बहुत कम सुपरकंडक्टिविटी T_C β चरण के सापेक्ष: सीए। 0.015 के बनाम 1–4 के; दो चरणों को मिलाकर मध्यवर्ती T_C मान से प्राप्त करने की अनुमति मिलती है। T_C टंगस्टन को किसी अन्य धातु के साथ मिश्रित करके भी मूल्य बढ़ाया जा सकता है (उदाहरण के लिए W-टेक्नेटियम के लिए 7.9 K)। ऐसे टंगस्टन मिश्र कभी-कभी कम तापमान वाले सुपरकंडक्टिंग सर्किट में उपयोग किए जाते हैं।

समस्थानिक

Main article: टंगस्टन के समस्थानिक

स्वाभाविक रूप से होने वाले टंगस्टन में चार स्थिर समस्थानिक होते हैं (¹⁸²W, ¹⁸³W, ¹⁸⁴W, और ¹⁸⁶W) और एक बहुत लंबे समय तक रहने वाला रेडियोआइसोटोप, ¹⁸⁰W सैद्धांतिक रूप से, सभी पांच अल्फा उत्सर्जन द्वारा तत्व 72 (हेफ़नियम) के समस्थानिकों में क्षय हो सकते हैं, लेकिन केवल ¹⁸⁰W को ऐसा करते हुए देखा गया है, जिसका आधा जीवन है (1.8±0.2)×10¹⁸ वर्षों; औसतन, इससे लगभग दो अल्फा क्षय प्राप्त होते हैं ¹⁸⁰ W प्रति ग्राम प्राकृतिक टंगस्टन प्रति वर्ष। यह दर लगभग 63 माइक्रो-बेक्यूरल (यूनिट) प्रति किलोग्राम की विशिष्ट गतिविधि के बराबर है। क्षय की यह दर पृथ्वी पर पाए जाने वाले कार्बन या पोटेशियम में देखी गई परिमाण की तुलना में कम परिमाण का क्रम है, जिसमें लंबे समय तक रहने वाले रेडियोधर्मी समस्थानिकों की थोड़ी मात्रा होती है। विस्मुट को लंबे समय तक गैर-रेडियोधर्मी माना जाता था, लेकिन ²⁰⁹
Bi (इसका सबसे लंबे समय तक रहने वाला आइसोटोप) वास्तव में के आधे जीवन के साथ घटता है 2.01×10¹⁹ साल या इसके कारक के बारे में 10 से धीमी ¹⁸⁰