텅스텐은 주기율표의 74 번째 원소이며 융점이 매우 높은 조밀 한 회색 금속입니다. 백열 전구 내부의 필라멘트에 사용되는 것으로 가장 잘 알려져 있지만, 가장 큰 용도는 텅스텐 카바이드 제조 및 기타 여러 응용 분야입니다. 원자를 원소 형태로 함께 묶는 결합은 금속 결합의 한 예입니다.
전자 구성
원자 주변의 전자는 궤도라고 불리는 공간 영역을 차지합니다. 원자의 다른 궤도에서 전자의 배열을 전자 배열이라고합니다. 바닥 상태 (최저 에너지 구성)의 자유 텅스텐 원자는 완전히 채워진 4f 서브 쉘, 5d 서브 쉘에 4 개의 전자, 6s 서브 쉘에 2 개의 전자를 가지고 있습니다. 이 전자 구성은 5d4 6s2로 축약 될 수 있습니다. 그러나 결정에서 기저 상태 구성은 실제로 5d 하위 쉘에서 5 개의 전자를, 6s 하위 쉘에서 단 하나의 전자를 특징으로합니다. 5d 궤도는 전자가 원자간에 공유되는 강력한 공유 유형 결합에 참여할 수 있지만 전자는 국한된 상태로 남아 있습니다-전자가 속한 원자 또는 이웃 사이의 영역에 국한 원자.
금속 결합
반대로 s- 전자는 훨씬 더 비 국소화되어 금속 전체에 퍼져있는 전자 바다로 생각할 수 있습니다. 이 전자는 하나의 텅스텐 원자에 국한되지 않고 많은 원자간에 공유됩니다. 이런 의미에서 텅스텐 금속 블록은 매우 큰 분자와 비슷합니다. 많은 텅스텐 원자로부터의 궤도의 조합은 전자가 차지할 수있는 많은 밀접한 간격의 에너지 준위를 생성합니다. 이러한 형태의 결합을 금속 결합이라고합니다.
구조
금속 결합은 텅스텐과 같은 금속의 특성을 설명하는 데 도움이됩니다. 금속 원자는 다이아몬드 결정의 원자와 같은 단단한 구조에 구속되지 않으므로 순수한 텅스텐은 다른 금속과 마찬가지로 가단성 및 연성입니다. 비편 재화 된 전자는 모든 텅스텐 원자를 함께 유지하는 데 도움이됩니다. 텅스텐은 알파, 베타 및 감마 텅스텐과 같은 여러 구조에서 발견됩니다. 알파는 이들 중 가장 안정적이며 가열되면 베타 구조가 알파 구조로 전환됩니다.
텅스텐 화합물
텅스텐은 다양한 비금속 원소 및 리간드와 함께 화합물 및 배위 착물을 형성 할 수 있습니다. 이 화합물의 결합은 공유 적이며 이는 전자가 원자간에 공유됨을 의미합니다. 산화 상태 (형성된 모든 결합이 완전히 이온 성인 경우 가질 수있는 전하)는이 화합물에서 -2에서 +6까지 다양합니다. 고온에서 쉽게 산화되기 때문에 백열 전구는 항상 불활성 가스로 채워져 있습니다. 그렇지 않으면 텅스텐 필라멘트가 공기와 반응합니다.