A volfrám a periódusos rendszer 74. eleme, sűrű szürke fém, nagyon magas olvadásponttal. Legismertebb izzólámpák belső szálaiban történő felhasználásáról, de a legnagyobb felhasználása volfrám-karbidok gyártása, valamint számos más alkalmazás. Az atomokat elemi formában összetartó kötések példák a fémes kötésre.
Elektronkonfiguráció
Az atomok körüli elektronok elfoglalják a tér pályáinak nevezett régióit; az elektronok elrendeződését az atom különböző pályáin elektronkonfigurációnak nevezzük. A szabad volfrámatomok alapállapotukban - a legalacsonyabb energiakonfigurációjú - teljesen feltöltött 4f részhéjjal rendelkeznek, négy elektron az 5d részhéjban és két elektron a 6s részhéjban található. Ez az elektronkonfiguráció az alábbiak szerint rövidíthető: 5d4 6s2. A kristályban azonban az alapállapot-konfigurációban öt elektron szerepel az 5d részhéjban, és csak egy elektron a 6s részhéjban. Az 5d pályák erős kovalens típusú kötésekben vehetnek részt, ahol az elektronok megoszlanak az atomok között, de az elektronok lokalizáltak maradnak - az atomhoz, amelyhez tartoznak, vagy a szomszédos területek közötti területekre korlátozódnak atomok.
Fémes ragasztás
Az s-elektronok ezzel szemben sokkal delokalizáltabbá válnak, egészen addig a pontig, ahol úgy gondolhat róluk, mint egy elektrontengerre, amely szétterjedt a fémben. Ezek az elektronok nem korlátozódnak egyetlen volfrámatomra, hanem sokuk között megoszlanak. Ebben az értelemben a volfrámfém tömb kissé hasonlít egy nagyon nagy molekulához; a sok volfrámatom pályáinak kombinációja sok, egymástól szorosan elhelyezkedő energiaszintet hoz létre, amelyek az elektronok számára elérhetők. A kötés ezen formáját fémkötésnek nevezzük.
Szerkezet
A fémes kötés segít megmagyarázni a fémek, például a volfrám tulajdonságait. A fématomokat nem korlátozzák olyan merev keretek, mint a gyémántkristály atomjai, így a tiszta volfrám, mint más fémek, alakítható és alakítható. A delokalizált elektronok segítenek az összes volfrámatom összetartásában. A volfrám többféle szerkezetben található meg: alfa, béta és gamma volfrám. Az alfa ezek közül a legstabilabb, és hevítve a béta szerkezet átalakul alfa szerkezeté.
Volfrámvegyületek
A volfrám vegyületeket és koordinációs komplexeket képezhet különféle nemfém elemekkel és ligandumokkal. Ezekben a vegyületekben a kötések kovalensek, vagyis az elektronok megoszlanak az atomok között. Oxidációs állapota - az a töltés, amely akkor lenne, ha az összes képződött kötés teljesen ionos lenne - ezekben a vegyületekben -2 és +6 között mozoghat. Magas hőmérsékleten könnyen oxidálódik, ezért az izzólámpák mindig inert gázzal vannak feltöltve, különben a volfrámszál reagálna a levegővel.
