El tungsteno es el elemento 74 de la tabla periódica y es un metal gris denso con un punto de fusión muy alto. Es mejor conocido por su uso en filamentos dentro de bombillas incandescentes, pero su uso más grande es en la fabricación de carburos de tungsteno, así como en otras aplicaciones. Los enlaces que mantienen unidos a los átomos en forma elemental son un ejemplo de enlace metálico.
Configuración electronica
Los electrones alrededor de los átomos ocupan regiones del espacio llamadas orbitales; la disposición de los electrones en los diferentes orbitales de un átomo se llama configuración electrónica. Los átomos libres de tungsteno en su estado fundamental (configuración de energía más baja) tienen una subcapa 4f completamente llena, cuatro electrones en la subcapa 5d y dos electrones en la subcapa 6s. Esta configuración electrónica se puede abreviar de la siguiente manera: 5d4 6s2. En el cristal, sin embargo, la configuración del estado fundamental en realidad presenta cinco electrones en la subcapa 5d y solo un electrón en la subcapa 6s. Los orbitales 5d pueden participar en fuertes enlaces de tipo covalente, donde los electrones se comparten entre los átomos, pero los electrones permanecen localizados, confinados al átomo al que pertenecen o a regiones entre vecinos átomos.
Unión metálica
Los electrones s, por el contrario, se deslocalizan mucho más, hasta el punto en que se puede pensar en ellos como un mar de electrones repartidos por todo el metal. Estos electrones no se limitan a ningún átomo de tungsteno, sino que se comparten entre muchos de ellos. En este sentido, el bloque de tungsteno se parece un poco a una molécula muy grande; la combinación de orbitales de muchos átomos de tungsteno crea muchos niveles de energía estrechamente espaciados disponibles para que los ocupen los electrones. Esta forma de unión se llama unión metálica.
Estructura
La unión metálica ayuda a explicar las propiedades de metales como el tungsteno. Los átomos de metal no están restringidos en un marco rígido como los átomos en un cristal de diamante, por lo que el tungsteno puro es, como otros metales, maleable y dúctil. Los electrones deslocalizados ayudan a mantener juntos todos los átomos de tungsteno. El tungsteno se encuentra en varias estructuras diferentes: tungsteno alfa, beta y gamma. Alfa es el más estable de estos y, cuando se calienta, la estructura beta se convierte en la estructura alfa.
Compuestos de tungsteno
El tungsteno puede formar compuestos y complejos de coordinación con varios ligandos y elementos no metálicos. Los enlaces de estos compuestos son covalentes, lo que significa que los electrones se comparten entre los átomos. Su estado de oxidación, la carga que tendría si todos los enlaces que formó fueran completamente iónicos, en estos compuestos puede oscilar entre -2 y +6. Se oxida fácilmente a altas temperaturas, por lo que las bombillas incandescentes siempre están llenas de un gas inerte, de lo contrario, el filamento de tungsteno reaccionaría con el aire.