Wolfram je 74. prvkem periodické tabulky a je to hustý šedý kov s velmi vysokou teplotou tání. To je nejlépe známé pro jeho použití ve vláknech uvnitř žárovek, ale jeho největší použití je při výrobě karbidů wolframu, stejně jako řada dalších aplikací. Vazby, které drží atomy pohromadě v elementární formě, jsou příkladem kovové vazby.
Konfigurace elektronů
Elektrony kolem atomů zabírají oblasti vesmíru nazývané orbitály; uspořádání elektronů na různých orbitálech atomu se nazývá elektronová konfigurace. Volné atomy wolframu v jejich základním stavu - konfigurace s nejnižší energií - mají zcela naplněnou podsložku 4f, čtyři elektrony v podsložce 5d a dva elektrony v podsložce 6s. Tuto elektronovou konfiguraci lze zkrátit následovně: 5d4 6s2. V krystalu však konfigurace základního stavu ve skutečnosti obsahuje pět elektronů v dílčí skořápce 5d a pouze jeden elektron v dílčí skořápce 6s. 5d orbitaly se mohou účastnit silných vazeb kovalentního typu, kde jsou elektrony sdíleny mezi atomy, ale elektrony zůstávají lokalizovány - omezeny na atom, ke kterému patří, nebo do oblastí mezi sousedními atomy.
Kovové lepení
Naproti tomu s-elektrony se mnohem více delokalizují, až je můžete považovat za moře elektronů šířících se po celém kovu. Tyto elektrony nejsou omezeny na žádný atom wolframu, ale jsou sdíleny mezi mnoho z nich. V tomto smyslu je blok kovu wolframu trochu jako velmi velká molekula; kombinace orbitalů z mnoha atomů wolframu vytváří mnoho těsně rozložených energetických úrovní dostupných pro obsazení elektronů. Tato forma spojení se nazývá kovové spojení.
Struktura
Kovová vazba pomáhá vysvětlit vlastnosti kovů, jako je wolfram. Atomy kovů nejsou omezeny pevnou strukturou jako atomy v diamantovém krystalu, takže čistý wolfram je, stejně jako jiné kovy, tvárný a tvárný. Delokalizované elektrony pomáhají držet všechny atomy wolframu pohromadě. Wolfram se nachází v několika různých strukturách: alfa, beta a gama wolfram. Alfa je nejstabilnější z nich a při zahřátí se struktura beta převede na strukturu alfa.
Wolframové sloučeniny
Wolfram může tvořit sloučeniny a koordinační komplexy s různými nekovovými prvky a ligandy. Vazby v těchto sloučeninách jsou kovalentní, což znamená, že elektrony jsou sdíleny mezi atomy. Jeho oxidační stav - náboj, který by měl, kdyby všechny vazby, které vytvořil, byly zcela iontové - se v těchto sloučeninách může pohybovat od -2 do +6. Při vysokých teplotách se snadno oxiduje, proto jsou žárovky vždy naplněny inertním plynem, jinak by wolframové vlákno reagovalo se vzduchem.