Wolframio
El wolframio, también llamado tungsteno, es un elemento químico de símbolo W y número atómico 74. Su nombre en español proviene de las palabras «lobo» y «espuma» en alemán, junto con el símbolo W de tungsteno, palabra sueca que significa «piedra pesada». Es un metal raro que se encuentra de forma natural en la Tierra.
Identidad
- Masa atómica
- 183.841 u
- Categoría
- Metales de transición
- Grupo
- 6
- Periodo
- 6
- Bloque
- d
- Estado(s) de oxidación
- +2, +3, +4, +5, +6
- Fase (25 °C)
- Sólido
- Apariencia
- blanco grisáceo, lustroso
Estructura electrónica
- Configuración
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d4
- Configuración abreviada
- [Xe] 4f14 5d4 6s2
- Electrones por capa
- 2, 8, 18, 32, 12, 2
- Electronegatividad (Pauling)
- 2.36
- Afinidad electrónica
- 78.8 kJ/mol
- 1.ª energía de ionización
- 770 kJ/mol
- Energías de ionización
- 770 · 1700 kJ/mol
Propiedades físicas
- Punto de fusión
- 3421.8 °C (3695 K)
- Punto de ebullición
- 5929.9 °C (6203 K)
- Densidad
- 19.25 g/cm³
- Calor molar
- 24.3 J/(mol·K)
Comportamiento químico del wolframio
El wolframio posee una configuración electrónica de capa d incompleta ([Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s²). Manifiesta estados de oxidación que abarcan desde +2 hasta +6, siendo el estado +6 (VI) el más común, termodinámicamente estable y representativo en sus compuestos como el trióxido de wolframio (WO₃) y los wolframatos. Es un metal de transición denso y gris acero que ostenta el punto de fusión más alto de todos los elementos químicos puros (3.422 °C) y la menor presión de vapor a temperaturas elevadas. Presenta una notable resistencia al ataque de ácidos a temperatura ambiente debido a la pasivación superficial.
Reactividad
W + 3 O₂ (calor) → WO₃
A temperatura ambiente es inerte frente al oxígeno, pero por encima de 400 °C se oxida rápidamente en el aire formando trióxido de wolframio amarillento.
W + 2 NaOH + 3 H₂O₂ → Na₂WO₄ + 4 H₂O
Resiste a la mayoría de los ácidos simples, pero se disuelve activamente en mezclas alcalinas de hidróxido de sodio con peróxido de hidrógeno o fundidos oxidantes de nitrato.
W + 3 F₂ → WF₆
Reacciona de forma espontánea y exotérmica con flúor gaseoso a temperatura ambiente originando hexafluoruro de wolframio gaseoso.
W + C → WC
A temperaturas de sinterización superiores a 1.400 °C se combina con carbono para formar carburo de wolframio monocarburo, de extrema dureza.
Compuestos destacados
| Compuesto | Fórmula | Uso o importancia |
|---|---|---|
| Carburo de wolframio | WC | Widia; material cerámico-metálico ultraduro empleado en brocas de perforación minera, fresas mecanizadas y herramientas de corte |
| Trióxido de wolframio | WO₃ | Pigmento amarillo, catalizador petroquímico y material electrocrómico para ventanas inteligentes que oscurecen con voltaje |
| Wolframato de sodio | Na₂WO₄ | Retardante de fuego para tejidos textiles, reactivo en bioquímica clínica y precursor de pigmentos de wolframio |
| Hexafluoruro de wolframio | WF₆ | Gas inorgánico muy pesado utilizado en la industria microelectrónica para depositar contactos metálicos de wolframio en circuitos integrados |
Representación de la distribución electrónica por niveles
Ver en el constructor de átomosIsótopos
El wolframio natural consta de cinco isótopos: cuatro estables (¹⁸²W con 26,50 %, ¹⁸³W con 14,31 %, ¹⁸⁴W con 30,64 % y ¹⁸⁶W con 28,43 %) y un radionúclido primordial de semivida colosal, el wolframio-180 (¹⁸⁰W, 0,12 %, con una semivida de desintegración alfa calculada en 1,8 × 10¹⁸ años). El par radioisotópico hafnio-182 / wolframio-182 es el cronómetro geoquímico fundamental para datar la diferenciación núcleo-manto en la Tierra primitiva y en asteroides.
Presencia y obtención
Es un elemento escaso en la corteza terrestre (alrededor de 1 a 1,5 ppm). Nunca aparece libre en la naturaleza. Sus minerales comerciales más importantes son la scheelita (wolframato de calcio, CaWO₄), que fluoresce con luz ultravioleta, y la serie de la wolframita (wolframato mixto de hierro y manganeso, (Fe,Mn)WO₄). China domina la producción minera mundial con más del 80 % del mercado. Se extrae tratando los concentrados con disoluciones alcalinas concentradas para obtener paratungstato de amonio (APT), que se calcina a óxido y se reduce con gas hidrógeno a más de 700 °C para obtener polvo de wolframio puro.
Historia y origen del nombre
En 1781, el químico sueco Carl Wilhelm Scheele aisló un ácido mineral nuevo a partir del mineral scheelita y propuso que contenía un metal desconocido. Dos años después, en 1783, los hermanos químicos españoles Juan José y Fausto Elhúyar lograron por primera vez aislar el wolframio elemental en los laboratorios de Vergara (España) reduciendo el ácido extraído de la wolframita con carbón. El nombre «wolframio» procede del alemán «Wolf-Rahm» (espuma o baba de lobo), mientras que el sinónimo anglosajón «tungsten» deriva del sueco «tung sten» (piedra pesada).
Aplicaciones y relevancia del wolframio
Usos del elemento
Más del 60 % del wolframio se consume en forma de carburo de wolframio para herramientas de mecanizado, fresado, corte de metales y brocas para perforación de túneles y minería. Por su insuperable punto de fusión y resistencia térmica, es el material histórico de los filamentos de bombillas incandescentes, electrodos de soldadura por arco bajo gas inerte (TIG), ánodos giratorios de tubos de rayos X médicos y proyectiles balísticos penetradores de blindaje cinético.
Usos de sus compuestos
El hexafluoruro de wolframio es crucial en la fabricación de chips de memoria 3D NAND; los wolframatos se utilizan en cerámicas centelleadoras de tomografía por emisión de positrones (PET); y el trióxido de wolframio se emplea en ventanas electrocrómicas que regulan la luz solar en edificios sostenibles.
Salud, seguridad y medio ambiente
Papel biológico
El wolframio es el elemento químico más pesado conocido que tiene un papel biológico demostrado en la naturaleza, formando parte del sitio activo de ciertas enzimas metaloproteínas (como la aldehído ferredoxina oxidorreductasa) en bacterias y arqueas hipertermófilas de respiraderos hidrotermales profundos. En mamíferos carece de función fisiológica y actúa como antagonista del molibdeno.
Seguridad
El metal sólido y las piezas mecanizadas son totalmente estables e inertes. La inhalación prolongada de polvos de carburo de wolframio en entornos industriales sin ventilación adecuada puede provocar fibrosis pulmonar o la llamada «enfermedad de metales duros», a menudo potenciada por la presencia de cobalto como aglomerante.
Medio ambiente
El wolframio presenta una movilidad moderada en suelos alcalinos, pero baja toxicidad general comparado con otros metales pesados como el plomo o el cadmio, por lo que su sustitución en municiones de caza militar ha mitigado la contaminación por plomo en humedales.
Preguntas frecuentes sobre el Wolframio
¿Por qué el wolframio resiste tanto el calor sin derretirse?
El wolframio se funde a una temperatura récord de 3.422 °C, la más alta de todos los metales conocidos. Sus átomos tienen electrones dispuestos en orbitales que se solapan con enorme fuerza, creando enlaces metálicos excepcionalmente rígidos y compactos. Por esta razón resiste el calor extremo sin deformarse, siendo histórico en los filamentos de bombillas y en las toberas de cohetes espaciales.
¿Cómo actúa el wolframio en los proyectiles militares de energía cinética perforadores de blindaje?
Los penetradores de energía cinética (flechas APFSDS) no utilizan explosivos químicos: perforan blindajes pesados de carros de combate aprovechando exclusivamente la densidad descomunal (19,3 g/cm³) y dureza del metal a velocidades supersónicas (más de 1.500 m/s). Varillas pesadas de aleaciones de wolframio concentran una energía cinética colosal en un punto diminuto de contacto, atravesando gruesas corazas de acero mediante un fenómeno de fluencia hidrodinámica hiperveloz sin deformarse en el impacto.
¿Qué es el material «widia» y por qué es tan duro?
La palabra «widia» procede del alemán y significa «como el diamante». Se trata de un compuesto de carburo de wolframio combinado con cobalto que ofrece una dureza extrema y una resistencia insuperable al desgaste. Las brocas de taladro para perforar hormigón, las sierras circulares y las fresas industriales llevan puntas de widia porque pueden cortar acero endurecido sin perder el filo ni mellarse.
¿Cómo pueden las ventanas inteligentes cambiar de transparencia usando wolframio?
Algunas ventanas inteligentes incorporan una capa fina de trióxido de wolframio. Cuando se aplica un pequeño voltaje, entran iones y electrones en el material y cambian sus propiedades ópticas, haciendo que la capa se oscurezca. Al invertir el proceso, puede recuperar parte de su transparencia. Esta tecnología ayuda a regular la entrada de luz y calor en edificios, aunque su coste y rendimiento dependen del diseño del sistema.
¿En qué consistió la hazaña histórica de los hermanos Elhúyar al aislar el wolframio en Vergara?
En septiembre de 1783, los químicos ilustrados Juan José y Fausto Elhúyar trabajaban en el Real Seminario Patriótico de Vergara (Guipúzcoa). Tras purificar el ácido wolfrámico obtenido del mineral wolframita, introdujeron el polvo en un crisol con carbón a temperaturas de forja extrema durante hora y media. Al romper el crisol obtuvieron un botón metálico duro y quebradizo nunca visto: el wolframio puro, constituyendo el único descubrimiento de un elemento químico realizado en territorio español.
¿Puede el wolframio desempeñar una función en algunas enzimas de microorganismos?
Sí. Algunas arqueas y bacterias utilizan wolframio en enzimas que participan en reacciones químicas esenciales para su metabolismo. Estos microorganismos pueden vivir en ambientes extremos, aunque no todos habitan en fuentes hidrotermales ni todos dependen del wolframio. Su estudio ayuda a comprender cómo la vida aprovecha distintos elementos químicos y cómo funcionan las enzimas en condiciones muy diferentes de las habituales.
¿Cómo permite el sistema hafnio-wolframio calcular el tiempo exacto en que se formó el núcleo de la Tierra?
El isótopo extinto hafnio-182 se desintegraba en wolframio-182 con una semivida de nueve millones de años en los albores del sistema solar. El hafnio es afín a silicatos del manto, mientras que el wolframio es afín al hierro metálico. Cuando el núcleo terrestre se diferenció, arrastró consigo casi todo el wolframio. Midiendo el exceso de wolframio-182 residual en rocas del manto, los geólogos calcularon que el núcleo planetario se formó en apenas treinta millones de años.
Principales fuentes consultadas: PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Última revisión: noviembre de 2026.