Volfram je 74. element periodnog sustava i gusti je sivi metal s vrlo visokom točkom topljenja. Najpoznatiji je po svojoj upotrebi u nitima unutar žarulja sa žarnom niti, ali najveća je upotreba u proizvodnji volframovih karbida, kao i brojnim drugim primjenama. Veze koje atome drže zajedno u elementarnom obliku primjer su metalne veze.
Konfiguracija elektrona
Elektroni oko atoma zauzimaju područja prostora koja se nazivaju orbitale; raspored elektrona u različitim orbitalama atoma naziva se elektronska konfiguracija. Slobodni atomi volframa u svom osnovnom stanju - konfiguracija s najnižom energijom - imaju potpuno ispunjenu 4f potljusku, četiri elektrona u 5d podljusci i dva elektrona u 6s podljusci. Ova elektronska konfiguracija može se skratiti kako slijedi: 5d4 6s2. U kristalu, međutim, konfiguracija osnovnog stanja zapravo sadrži pet elektrona u 5d podljusci i samo jedan elektron u 6s podljusci. 5d orbitale mogu sudjelovati u jakim vezama kovalentnog tipa, gdje se elektroni dijele između atoma, ali elektroni ostaju lokalizirani - ograničeni na atom kojem pripadaju ili na područja između susjednih atoma.
Metalno lijepljenje
Suprotno tome, s-elektroni postaju mnogo više delokalizirani, do te mjere da o njima možete razmišljati kao o moru elektrona raširenih po cijelom metalu. Ti elektroni nisu ograničeni ni na jedan atom volframa, već ih mnogi dijele. U tom smislu, blok metala volframa pomalo podsjeća na vrlo veliku molekulu; kombinacija orbitala mnogih atoma volframa stvara mnoge usko raspoređene razine energije dostupne za zauzimanje elektrona. Ovaj oblik vezivanja naziva se metalnim lijepljenjem.
Struktura
Metalne veze pomažu objasniti svojstva metala poput volframa. Atomi metala nisu ograničeni u krutom okviru poput atoma u dijamantnom kristalu, pa je čisti volfram, poput ostalih metala, podatan i žilav. Delokalizirani elektroni pomažu u održavanju svih atoma volframa na okupu. Volfram se nalazi u nekoliko različitih struktura: alfa, beta i gama volfram. Alfa je najstabilnija od njih, a zagrijavanjem beta struktura pretvara se u alfa strukturu.
Spojevi volframa
Volfram može stvarati spojeve i koordinacijske komplekse s različitim nemetalnim elementima i ligandima. Veze u tim spojevima su kovalentne, što znači da se elektroni dijele između atoma. Stanje oksidacije - naboj koji bi imao da su sve veze koje su stvorile bile potpuno ionske - u tim se spojevima može kretati od -2 do +6. Lako se oksidira pri visokim temperaturama, zbog čega su žarulje sa žarnom niti uvijek napunjene inertnim plinom, inače bi volframova nit reagirala sa zrakom.