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Übergangsmetalle: Wolfram

Symbol: W
Kategorie: Übergangsmetalle
Ordnungszahl: 74
Relative Atommasse: 183,85
Schmelzpunkt: 3680 K
Siedepunkt: 6200 K
Dichte: 19,26 g cm-3
Elektronegativität: 1,4
Ionisierungsenergie: 7,98 eV
Konfiguration: [Xe] 4f14 5d4 6s²
Oxidationszahlen: 6, 5, 4, 3, 2, 0, -1, -2
Atomradius: 137,0 pm
Ionenradius: 62 pm (+6); 68 pm (+4)

Mit 3422 Grad Celsius hat Wolfram den höchsten Schmelzpunkt aller Elemente und ist gleichzeitig eines der härtesten. Das silbergraue Metall entsteht überwiegend in roten Riesensternen, zum Teil auch in verschmelzenden Neutronensternen. In der Erdkruste ist Wolfram mit einer Konzentration von etwas über einem Milligramm pro Kilogramm im Vergleich zu anderen technisch bedeutenden Metallen recht selten. Dennoch bildet es eigene Minerale wie Scheelit und abbauwürdige Lagerstätten; in den meisten Fällen baut man Wolframit ab, ein Eisen-Manganwolframat. Wolfram wird auch im politisch instabilen Kongobecken abgebaut und zählt deswegen zu den Konfliktmineralen. In der EU ist Wolfram außerdem einer von 14 als kritisch geltenden Rohstoffen, weil es für das Metall keinen Ersatzstoff gibt.

Man gewinnt das reine Metall, indem man das Erz zum Oxid umsetzt und das mit Wasserstoff oder Kohlenstoff reduziert. Das dabei entstehende Wolframpulver ist wegen seines hohen Schmelzpunktes kaum sinnvoll zu verarbeiten; erst 1905, über 120 Jahre nach der Entdeckung des Wolframs, entwickelte der Physiker William D. Coolidge ein Verfahren, aus dem Metall Drähte für Glühlampen und Röntgenröhren zu ziehen. Heute geht etwa die Hälfte des weltweit geförderten Wolframs in die Produktion des extrem steifen und harten Wolframkarbids, mit dem man zum Beispiel Bohr- und Schneidinstrumente, Industriemaschinen und chirurgische Instrumente härtet. Auch panzerbrechende Munition, Eheringe und die Kugeln in der Spitze von Kugelschreibern werden zum Teil aus Wolframkarbid hergestellt. Ein weiterer großer Teil des Wolframs wird in der Metallurgie verwendet, um besonders harte Legierungen herzustellen. Extrem harter Stahl für Schneid- und Bohrwerkzeuge kann bis zu 20 Prozent Wolfram enthalten.

Wolfram und seine Legierungen haben zusätzlich hohe Schmelzpunkte, so dass sie zum Beispiel in Raketentriebwerken oder beim Lichtbogenschweißen zum Einsatz kommen. Die bekannteste Anwendung für Wolfram ist allerdings als Metall für Glühwendeln in Glühlampen. Weil das Metall so hoch schmilzt, auch bei hohen Temperaturen seine Stabilität behält und chemisch relativ Reaktionsträge ist, ist es hier anderen Metallen deutlich voraus. Wegen seiner hohen Dichte verwendet man das Metall gelegentlich als Ballast für Rennyachten oder als Gegengewicht, unter anderem bei der Landung des Mars-Rovers Curiosity.

© Spektrum.de

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