Jenis Ikatan Apa yang Terjadi di Tungsten?

Tungsten adalah elemen ke-74 dari tabel periodik, dan merupakan logam abu-abu padat dengan titik leleh yang sangat tinggi. Ini terkenal karena penggunaannya dalam filamen di dalam bola lampu pijar, tetapi penggunaan terbesarnya adalah dalam pembuatan karbida tungsten, serta sejumlah aplikasi lainnya. Ikatan yang menyatukan atom dalam bentuk unsur adalah contoh ikatan logam.

Elektron di sekitar atom menempati wilayah ruang yang disebut orbital; Susunan elektron pada orbital atom yang berbeda disebut konfigurasi elektron. Atom tungsten bebas dalam keadaan dasarnya - konfigurasi energi terendah - memiliki sub-kulit 4f yang terisi penuh, empat elektron di sub-kulit 5d dan dua elektron di sub-kulit 6s. Konfigurasi elektron ini dapat disingkat sebagai berikut: 5d4 6s2. Namun, dalam kristal, konfigurasi keadaan dasar sebenarnya memiliki lima elektron di subkulit 5d dan hanya satu elektron di subkulit 6s. Orbital 5d dapat berpartisipasi dalam ikatan tipe kovalen yang kuat, di mana elektron dibagi antara atom, tetapi elektron tetap terlokalisasi - terbatas pada atom tempat mereka berada atau ke daerah antara tetangga atom.

Elektron-s, sebaliknya, menjadi jauh lebih terdelokalisasi, ke titik di mana Anda dapat menganggapnya sebagai lautan elektron yang menyebar ke seluruh logam. Elektron ini tidak terbatas pada satu atom tungsten tetapi dibagi di antara banyak dari mereka. Dalam pengertian ini, balok logam tungsten sedikit mirip dengan molekul yang sangat besar; kombinasi orbital dari banyak atom tungsten menciptakan banyak tingkat energi berjarak dekat yang tersedia untuk ditempati elektron. Bentuk ikatan ini disebut ikatan logam.

Ikatan logam membantu menjelaskan sifat-sifat logam seperti tungsten. Atom logam tidak dibatasi dalam kerangka kaku seperti atom dalam kristal berlian, sehingga tungsten murni, seperti logam lainnya, dapat ditempa dan ulet. Elektron yang terdelokalisasi membantu menyatukan semua atom tungsten. Tungsten ditemukan dalam beberapa struktur yang berbeda: alfa, beta dan gamma tungsten. Alfa adalah yang paling stabil, dan ketika dipanaskan, struktur beta berubah menjadi struktur alfa.

Tungsten dapat membentuk senyawa dan kompleks koordinasi dengan berbagai elemen dan ligan nonlogam. Ikatan dalam senyawa ini bersifat kovalen, artinya elektron dibagi antara atom. Tingkat oksidasinya -- muatan yang dimilikinya jika semua ikatan yang terbentuk sepenuhnya ionik -- dalam senyawa ini dapat berkisar dari -2 hingga +6. Ini mudah teroksidasi pada suhu tinggi, itulah sebabnya bola lampu pijar selalu diisi dengan gas inert, jika tidak, filamen tungsten akan bereaksi dengan udara.