Origine et utilisations
Le tungstène est utilisé dans divers autres aspects de notre vie. Par exemple, il est utilisé non seulement dans les voyages spatiaux, en raison de son point de fusion élevé et de sa résistance, mais il est également utilisé dans des choses aussi communes que les ampoules électriques, pour les mêmes raisons. L’une des utilisations les plus courantes est le mélange de tungstène et de carbone, qui forme le carbure de tungstène. Le carbure de tungstène est utilisé, par exemple, dans les forets. En raison de sa dureté, un trépan en carbure de tungstène est idéal, et moins cher qu’un trépan en diamant, qui serait l’un des seuls types de trépans plus durs qu’un trépan en carbure de tungstène.
Bien que vous puissiez entendre très souvent le terme Tungstène seul, il est important de comprendre que le tungstène ne peut pas être trouvé seul. On trouve toujours le tungstène combiné à d’autres éléments, comme le carbone ou le fer. En fait, les sources d’où le tungstène est couramment extraites prêtent leur nom à l’identification du tungstène.
L’un des minéraux d’où le tungstène est couramment extrait est appelé Wolframite. Ce terme est utilisé de manière prépondérante dans certains pays européens et prête même son nom au symbole chimique du tungstène, le W.
Le « tungstène » lui-même tire son nom d’un mot suédois utilisé pour décrire le minéral aujourd’hui connu sous le nom de scheelite, qui est un minéral dont on extrait le tungstène. La scheelite était autrefois désignée par les termes « tung », qui signifie « lourd », et « sten », qui signifie « pierre ». Le tungstène était une « pierre lourde ». Cela pourrait être, comme cela a déjà été mentionné, dû à la haute densité du tungstène.
Atomes de tungstène
Comme tout dans notre monde, le tungstène est composé de millions de particules microscopiques appelées atomes. Les atomes ne peuvent être observés qu’avec des instruments spécialisés et ne peuvent pas être vus à l’œil nu.
Les atomes, qui tirent leur nom du mot grec « atomos » (traduit librement par « indivisible »), sont constitués de neutrons, d’électrons et de protons. Chaque élément est constitué d’atomes, et la composition atomique (le nombre d’électrons, de protons et de neutrons dans chaque élément détermine la capacité de l’élément à former un composé avec tout autre élément). Chaque atome contient toutes les propriétés de son élément.
La masse atomique du tungstène est de 183. La masse atomique est obtenue en calculant le nombre moyen de neutrons plus les protons dans l’isotope du tungstène. Il existe cinq isotopes stables différents du tungstène contenant 108, 110, 106, 109 et 112 neutrons. La moyenne de ces isotopes est de 109. En ajoutant le nombre de protons (74), on obtient le numéro atomique du tungstène, soit 183.
Le tungstène contient exactement 74 protons dans sa composition nucléaire. Ce nombre de protons est unique au tungstène car aucun autre élément ne partage cette quantité de protons. Pour cette raison, le tungstène a un numéro atomique ou un nombre de protons de 74. Un atome a le même nombre d’électrons que de protons. Les 74 électrons de l’atome de tungstène tournent autour du noyau dense de l’atome, qui est composé de protons et de neutrons. Le rôle de l’électron dans l’atome est d’équilibrer la charge positive du proton. Cet équilibre entre électrons et protons rend l’atome électriquement neutre.
Comme décrit ci-dessus, chaque atome de tungstène est composé de 74 protons et 74 électrons dans sa composition chimique. Les protons de l’atome se trouvent dans le noyau de l’atome. Les électrons de l’atome se trouvent dans 6 couches différentes entourant le noyau. La couche extérieure ne contient que 2 électrons. La couche suivante contient 12 électrons. La couche suivante ou quatrième couche à partir du noyau contient un total de 32 électrons. La troisième couche contient 18 électrons. Le deuxième électron à partir du noyau contient 8 coquilles. La couche la plus interne contient 2 électrons. La composition de la coquille externe de l’atome de tungstène est ce qui lui permet de former un grand nombre de ses composés.
Propriétés chimiques du tungstène – températures et formation d’alliages
Le tungstène est un métal très dense, et toujours parmi les plus solides de tous les métaux, il peut aussi être assez cassant. En fait, il est possible de couper un morceau de tungstène avec quelque chose d’aussi commun qu’une scie à métaux. Cela est dû aux qualités étonnantes que possède le tungstène.
À l’exception du carbone, le tungstène a le point de fusion le plus élevé de tous les éléments. La fusion signifie le moment où l’élément commence à se transformer en liquide. À titre d’exemple pour comprendre son point de fusion, lorsque des métaux comme le fer sont à leur point d’ébullition, le tungstène commence à peine à fondre. Ce point se situe à 6 152 degrés Fahrenheit, ou 3 410 degrés Celsius. Le point de fusion du tungstène n’est pas atteint avant 10 220 degrés Fahrenheit ou 5 660 degrés Celsius. Même à ces températures extrêmement élevées, le tungstène conserve sa résistance et ne se dilate même pas autant que les autres métaux lorsqu’ils sont confrontés à de telles températures.
Ces caractéristiques font que le tungstène peut facilement former des alliages extrêmement solides avec d’autres éléments, comme le fer. La formation d’alliages avec d’autres éléments permet également d’éviter qu’il ne se brise si facilement.