Volframas yra 74-asis periodinės lentelės elementas ir yra tankus pilkas metalas, kurio lydymosi temperatūra yra labai aukšta. Jis geriausiai žinomas dėl jo panaudojimo kaitrinių lempučių viduje, tačiau daugiausia naudojamas volframo karbidų gamybai, taip pat daugybei kitų programų. Ryšiai, laikantys atomus elementinėje formoje, yra metalinio sujungimo pavyzdys.
Elektronų konfigūracija
Elektronai aplink atomus užima kosmoso regionus, vadinamus orbitomis; elektronų išsidėstymas skirtingose atomo orbitose vadinamas elektronų konfigūracija. Laisvieji volframo atomai jų pagrindinėje būsenoje - mažiausios energijos konfigūracijoje - turi pilną užpildytą 4f dalinį apvalkalą, keturis elektronus 5d sub-apvalkale ir du elektronus 6s sub-apvalkale. Ši elektronų konfigūracija gali būti sutrumpinta taip: 5d4 6s2. Tačiau kristale pagrindinės būsenos konfigūracijoje iš tikrųjų yra penki elektronai 5d apatinėje apvalkale ir tik vienas elektronas 6s sub-apvalkale. 5d orbitos gali dalyvauti tvirtuose kovalentinio tipo ryšiuose, kur elektronai dalijasi tarp atomų, bet elektronai lieka lokalizuoti - apsiriboję atomu, kuriam jie priklauso, arba regionuose tarp kaimyninių atomai.
Metalinis klijavimas
S-elektronai, priešingai, tampa daug labiau delokalizuoti iki taško, kur galite juos laikyti elektronų jūra, pasklidusia po metalą. Šie elektronai neapsiriboja vienu volframo atomu, bet pasidalija tarp daugelio jų. Šia prasme volframo metalo blokas yra šiek tiek panašus į labai didelę molekulę; daugelio volframo atomų orbitalių derinys sukuria daug artimų energijos taškų, kuriuos elektronai gali užimti. Ši jungimo forma vadinama metaliniu sujungimu.
Struktūra
Metalo sujungimas padeda paaiškinti tokių metalų kaip volframas savybes. Metalo atomai nėra suvaržyti tvirtoje struktūroje, kaip deimanto kristalo atomai, todėl grynas volframas, kaip ir kiti metalai, yra kaliojo ir kaliojo. Delokalizuoti elektronai padeda išlaikyti visus volframo atomus kartu. Volframas yra kelių skirtingų struktūrų: alfa, beta ir gama volframas. Alfa yra stabiliausia iš jų, ir kaitinant beta struktūra virsta alfa struktūra.
Volframo junginiai
Volframas gali sudaryti junginius ir koordinacijos kompleksus su įvairiais nemetaliniais elementais ir ligandais. Šių junginių jungtys yra kovalentinės, o tai reiškia, kad elektronai pasidalija tarp atomų. Jo oksidacijos būsena - krūvis, kurį jis turėtų, jei visos jo sukurtos jungtys būtų visiškai joninės - šiuose junginiuose gali būti nuo -2 iki +6. Jis lengvai oksiduojamas esant aukštai temperatūrai, todėl kaitinamosios lemputės visada užpildomos inertinėmis dujomis, kitaip volframo gija reaguotų su oru.