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| 분류 | 전이 금속 |
|---|---|
| 원자번호 | 74 |
| 원소기호 | W |
| 상태 | 고체 |
| 원자량 | 184 |
| 녹는점 | 3,422℃ |
| 끓는점 | 5,554℃ |
| 원자가 | 2, 3, 4, 5, 6 |
| 전자배열 | 2-8-18-32-12-2 또는 (Xe)4f145d46s2 |
| 비중 | 19.35(20℃) |
ⓒ walterericsy/Shutterstock.com
강철의 경도와 강도를 높이기 위해 쓰이거나 전구의 필라멘트에 이용된다. 1783년 스페인의 화학자이자 광물학자인 후안 호세 엘루이아르와 파우스토 엘루이아르가 철망가니즈중석으로부터 얻어진 텅스텐의 화합물(WO3)을 숯으로 환원시켜 최초로 텅스텐 금속을 분리했다.
그보다 앞서 1781년 스웨덴의 화학자 카를 빌헬름 셸레가 회중석에서 텅스텐산을 발견했으며, 같은 스웨덴인 토르베른 베리만이 이 산으로부터 새로운 금속을 얻을 수 있을 것이라고 결론을 내렸다. 이 금속을 발견한 후에 텅스텐과 볼프람이라는 이름이 동시에 사용되었는데 원소기호는 이왼 야코프 베르셀리우스가 붙인 원소기호인 W가 쓰인다. 영국과 미국에서는 텅스텐이라고 하며 독일을 비롯한 대다수 유럽 국가들에서는 볼프람이라고 한다.
지각에 있는 텅스텐의 양은 1.5ppm, 즉 암석에 약 1.5g/t으로 추정된다. 텅스텐은 몰리브데넘이나 주석만큼 풍부하며 우라늄 양의 절반에 해당한다. 경제성이 높은 광물은 철망가니즈중석과 회중석이다. 텅스텐 금속은 은백색 또는 회색의 광택을 띤다. 텅스텐은 금속 중에서 녹는점이 가장 높으며, 1,650℃ 이상의 온도에서는 인장강도가 가장 높고, 선형 열팽창계수(20℃에서 3.43×10/℃)가 가장 작다. 보통 실온에서는 부서지기 쉬우나 순수한 텅스텐은 고온에서 기계적 작업으로 연성을 갖게 되어 매우 가느다란 선으로 뽑아낼 수 있다.
텅스텐은 처음에 전구의 필라멘트 등 공업용으로 사용했으며, 후에 여러 전기·전자 기기에 이용되었다. 또한 접합된 탄화텅스텐(WC) 형태로 단단하고 부서지지 않는 금형, 공구, 게이지 비트 등을 만드는 데 쓰인다. 대부분의 텅스텐은 텅스텐강을 생산하는 데 사용되며, 일부는 로켓 기관 노즐의 목부분과 전연 재진입 표면을 조립하는 등의 항공산업에 이용된다.
천연 텅스텐은 W(0.14％), W(26.41％), W(14.40％), W(30.64％), W(28.41％) 등 5가지 동위원소의 혼합물이다. 텅스텐 결정은 등축정계이나 X선 분석을 해보면 체심입방결정구조처럼 보인다.
ⓒ wikimedia commons
텅스텐 화합물
화학적으로 텅스텐은 비교적 비활성이나 텅스텐의 산화수가 0~＋6인 화합물이 만들어졌으며, 이중 산화수가 ＋2 이상의 상태, 특히 ＋6이 가장 일반적이다. 산화수가 ＋4, ＋5, ＋6인 텅스텐은 다양한 착물을 형성한다. 가장 중요한 텅스텐 화합물은 탄화텅스텐인데, 이것은 모스 경도가 9.5로 매우 단단해 단독으로나 다른 금속의 탄화물과 결합해 철과 톱·드릴의 절단면을 주조하는 데 경도를 높이기 위해 쓰인다.
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