Volframi on jaksollisen järjestelmän 74. elementti, ja se on tiheä harmaa metalli, jolla on erittäin korkea sulamispiste. Se tunnetaan parhaiten hehkulamppujen sisäisissä filamenteissa, mutta suurin käyttö on volframikarbidien valmistuksessa sekä useissa muissa sovelluksissa. Sidokset, jotka pitävät atomeja yhdessä alkuainemuodossa, ovat esimerkki metallisidoksesta.
Elektronikonfiguraatio
Elektronit atomien ympärillä vievät avaruusalueita, joita kutsutaan orbitaaleiksi; elektronien järjestelyä atomin eri kiertoradoille kutsutaan elektronikonfiguraatioksi. Vapailla volframiatomeilla perustilassa - pienimmällä energiakokoonpanolla - on täysin täytetty 4f-alikuori, neljä elektronia 5d-alakuoressa ja kaksi elektronia 6s-alakuoressa. Tämä elektronikonfiguraatio voidaan lyhentää seuraavasti: 5d4 6s2. Kristallissa perustilan konfiguraatiossa on tosiasiassa viisi elektronia 5d-alikuoressa ja vain yksi elektroni 6s-alakuoressa. 5d-kiertoradat voivat osallistua voimakkaisiin kovalenttityyppisiin sidoksiin, joissa elektroneja jaetaan atomien välillä, mutta elektronit pysyvät lokalisoiduina - rajoitettuina atomiin, johon ne kuuluvat, tai naapureiden välisiin alueisiin atomeja.
Metallinen liimaus
S-elektronit sitä vastoin muuttuvat paljon paikallistuneemmiksi, siihen pisteeseen asti, jossa voit ajatella niitä elektronimerenä, joka on levinnyt metalliin. Nämä elektronit eivät rajoitu mihinkään yhteen volframiatomiin, mutta ne jaetaan monien välillä. Tässä mielessä volframimetallilohko on vähän kuin hyvin suuri molekyyli; monien volframiatomien orbitaalien yhdistelmä luo monia läheisesti sijoitettuja energiatasoja elektronien käytettävissä. Tätä sidontamuotoa kutsutaan metallisidokseksi.
Rakenne
Metallisidos auttaa selittämään metallien, kuten volframin, ominaisuuksia. Metalliatomeja ei ole rajoitettu jäykkään kehykseen, kuten timanttikiteen atomeihin, joten puhdas volframi on muiden metallien tavoin taipuisa ja taipuisa. Delokalisoidut elektronit auttavat pitämään kaikki volframiatomit yhdessä. Volframi löytyy useista eri rakenteista: alfa-, beeta- ja gamma-volframi. Alfa on vakain näistä, ja kuumennettaessa beeta-rakenne muuttuu alfa-rakenteeksi.
Volframiyhdisteet
Volframi voi muodostaa yhdisteitä ja koordinaatiokomplekseja erilaisten ei-metallisten alkuaineiden ja ligandien kanssa. Näiden yhdisteiden sidokset ovat kovalentteja, mikä tarkoittaa, että elektroneja jaetaan atomien välillä. Sen hapettumistila - varaus, joka sillä olisi, jos kaikki sen muodostamat sidokset olisivat täysin ionisia - näissä yhdisteissä voi vaihdella välillä -2 - +6. Se hapettuu helposti korkeissa lämpötiloissa, minkä vuoksi hehkulamput täytetään aina inertillä kaasulla, muuten volframilanka reagoi ilman kanssa.
