Volframs ir 74. periodiskās tabulas elements, un tas ir blīvs pelēks metāls ar ļoti augstu kušanas temperatūru. Tas ir vislabāk pazīstams ar tā izmantošanu kvēldiega iekšpusē kvēlspuldzēs, taču vislielākais izmantojums tam ir volframa karbīdu ražošana, kā arī virkne citu lietojumu. Saites, kas elementus satur kopā atomus, ir metāla savienojuma piemērs.
Elektronu konfigurācija
Elektroni ap atomiem aizņem kosmosa reģionus, kurus sauc par orbitālēm; elektronu izvietojumu dažādās atoma orbitālēs sauc par elektronu konfigurāciju. Brīvajiem volframa atomiem to pamatstāvoklī - zemākajā enerģijas konfigurācijā - ir pilnībā piepildīts 4f apakškorpuss, četri elektroni 5.d apakškorpusā un divi elektroni 6.s apakškorpusā. Šo elektronu konfigurāciju var saīsināt šādi: 5d4 6s2. Tomēr kristālā pamata stāvokļa konfigurācijā faktiski ir pieci elektroni 5d apakškorpusā un tikai viens elektrons 6s apakškorpusā. 5d orbitāles var piedalīties spēcīgās kovalentu tipa saitēs, kur elektroni ir sadalīti starp atomiem, bet elektroni paliek lokalizēti - aprobežojas ar atomu, kuram tie pieder, vai reģionos starp kaimiņiem atomi.
Metāla līmēšana
Savukārt s-elektroni kļūst daudz delokalizētāki, līdz brīdim, kad jūs varat tos domāt kā par elektronu jūru, kas izplatījusies visā metālā. Šie elektroni neaprobežojas tikai ar vienu volframa atomu, bet ir sadalīti starp daudziem no tiem. Šajā ziņā volframa metāla bloks nedaudz atgādina ļoti lielu molekulu; daudzu volframa atomu orbitāļu kombinācija rada daudzus tuvu izvietotus enerģijas līmeņus, kas pieejami elektronu aizņemšanai. Šo savienojuma veidu sauc par metāla savienojumu.
Struktūra
Metāla savienošana palīdz izskaidrot tādu metālu kā volframa īpašības. Metāla atomi nav ierobežoti stingrā struktūrā, piemēram, dimanta kristāla atomi, tāpēc tīrs volframs, tāpat kā citi metāli, ir kaļams un kaļams. Delokalizētie elektroni palīdz noturēt visus volframa atomus kopā. Volframs ir vairākās dažādās struktūrās: alfa, beta un gamma volframs. Alfa ir visstabilākā no tām, un, sildot, beta struktūra pārveidojas par alfa struktūru.
Volframa savienojumi
Volframs var veidot savienojumus un koordinācijas kompleksus ar dažādiem nemetāliskiem elementiem un ligandiem. Saites šajos savienojumos ir kovalentas, kas nozīmē, ka elektroni ir kopīgi starp atomiem. Tās oksidācijas stāvoklis - lādiņš, kāds tam būtu, ja visas izveidotās saites būtu pilnīgi joniskas - šajos savienojumos var svārstīties no -2 līdz +6. Tas ir viegli oksidējams augstā temperatūrā, tāpēc kvēlspuldzes vienmēr piepilda ar inertu gāzi, pretējā gadījumā volframa pavediens reaģētu ar gaisu.