Origine e usi
Il tungsteno è usato in vari altri aspetti della nostra vita. Per esempio, è usato non solo nei viaggi nello spazio, grazie al suo alto punto di fusione e alla sua forza, ma anche in cose comuni come le lampadine, per le stesse ragioni. Uno degli usi più comuni è quando il tungsteno si mescola con il carbonio, formando il carburo di tungsteno. Il carburo di tungsteno è usato per cose come le punte da trapano. A causa della sua durezza, una punta di carburo di tungsteno è ideale e più economica di una punta di diamante, che sarebbe uno degli unici tipi di punte più dure di una punta di carburo di tungsteno.
Mentre si sente molto spesso il termine tungsteno da solo, è importante capire che il tungsteno non si trova da solo. Il tungsteno si trova sempre combinato con altri elementi, come il carbonio o il ferro. Infatti, le fonti da cui viene comunemente estratto il tungsteno prestano il loro nome all’identificazione del tungsteno.
Uno dei minerali da cui viene comunemente estratto il tungsteno si chiama Wolframite. Questo termine è usato prevalentemente in alcuni paesi europei e presta anche il suo nome al simbolo chimico del tungsteno W.
Il “tungsteno” stesso deriva il suo nome da una parola svedese usata per descrivere il minerale ora conosciuto come scheelite, che è un minerale da cui si estrae il tungsteno. La scheelite veniva chiamata “tung” che significa “pesante” e “sten”, che significa pietra. Il tungsteno era una “pietra pesante”. Questo potrebbe essere, come è stato menzionato prima, dovuto all’alta densità del tungsteno.
Atomi di tungsteno
Come tutto nel nostro mondo, il tungsteno è composto da milioni di particelle microscopiche note come atomi. Gli atomi possono essere visti solo con strumenti specializzati e non possono essere visti ad occhio nudo.
Gli atomi, che derivano il loro nome dalla parola greca “atomos” (tradotto liberamente come “indivisibile”), sono composti da neutroni, elettroni e protoni. Ogni elemento è fatto di atomi, e la composizione atomica (il numero di elettroni, protoni e neutroni in ogni elemento determina la capacità dell’elemento di formare un composto con qualsiasi altro elemento). Ogni atomo contiene tutte le proprietà del suo elemento.
La massa atomica del tungsteno è 183. La massa atomica si ottiene calcolando il numero medio di neutroni più i protoni nell’isotopo del tungsteno. Ci sono cinque diversi isotopi stabili di tungsteno che contengono 108, 110, 106, 109 e 112 neutroni. La media di questi isotopi è 109. Aggiungendo il numero di protoni (74) si ottiene il numero atomico del tungsteno di 183.
Il tungsteno contiene esattamente 74 protoni nella sua composizione nucleare. Questo numero di protoni è unico per il tungsteno poiché nessun altro elemento condivide questa quantità di protoni. Per questa ragione, il tungsteno ha un numero atomico o numero di protoni di 74. Un atomo avrà la stessa quantità di elettroni e protoni. I 74 elettroni nell’atomo di tungsteno ruotano intorno al nucleo denso dell’atomo, che è composto da protoni e neutroni. Il ruolo dell’elettrone nell’atomo è di bilanciare la carica positiva del protone. Questo equilibrio di elettroni e protoni rende l’atomo elettricamente neutro.
Come descritto sopra, ogni atomo di tungsteno è composto da 74 protoni e 74 elettroni nella sua composizione chimica. I protoni dell’atomo si trovano nel nucleo dell’atomo. Gli elettroni dell’atomo si trovano in 6 diversi strati che circondano il nucleo. Lo strato esterno contiene solo 2 elettroni. Lo strato successivo contiene 12 elettroni. Il seguente o quarto strato dal nucleo contiene un totale di 32 elettroni. Il terzo strato contiene 18 elettroni. Il secondo elettrone dal nucleo contiene 8 gusci. Lo strato più interno contiene 2 elettroni. La composizione del guscio esterno dell’atomo di tungsteno è ciò che permette all’atomo di tungsteno di formare molti dei suoi composti.
Proprietà chimiche del tungsteno – temperature e formazione di leghe
Il tungsteno è un metallo molto denso, e ancora tra i più forti di tutti i metalli, può anche essere piuttosto fragile. Infatti, è possibile tagliare un pezzo di tungsteno con qualcosa di comune come un seghetto. Questo è dovuto alle incredibili qualità che il tungsteno possiede.
Con l’eccezione del carbonio, il tungsteno ha il punto di fusione più alto di tutti gli elementi. Fusione significa quando l’elemento comincia a trasformarsi in liquido. Per capire il suo punto di fusione, quando metalli come il ferro sono al loro punto di ebollizione, il tungsteno comincia appena a fondere. Questo avviene a 6.152 gradi Fahrenheit, o 3.410 gradi Celsius. Il punto di fusione del tungsteno non arriva fino a 10.220 gradi Fahrenheit o 5.660 gradi Celsius. Anche a queste temperature estremamente elevate, il tungsteno mantiene la sua forza e non si espande così tanto come fanno altri metalli quando devono affrontare temperature così elevate.
Queste caratteristiche rendono il tungsteno capace di formare facilmente leghe estremamente forti con altri elementi, come il ferro. La formazione di leghe con altri elementi aiuta anche ad evitare che si rompa così facilmente.