Ce tip de lipire are loc în tungsten?

Tungstenul este al 74-lea element al tabelului periodic și este un metal dens, cenușiu, cu un punct de topire foarte ridicat. Este cel mai bine cunoscut pentru utilizarea sa în filamente din becurile cu incandescență, dar cea mai mare utilizare a acestuia este la fabricarea carburilor de tungsten, precum și la o serie de alte aplicații. Legăturile care țin atomi împreună sub forma elementară sunt un exemplu de legătură metalică.

Electronii din jurul atomilor ocupă regiuni ale spațiului numite orbitali; dispunerea electronilor în diferiții orbitali ai unui atom se numește configurație electronică. Atomii de tungsten liberi în starea lor de bază - configurația cu cea mai mică energie - au un sub-shell 4f complet umplut, patru electroni în sub-shell 5d și doi electroni în sub-shell 6s. Această configurație electronică poate fi abreviată după cum urmează: 5d4 6s2. Cu toate acestea, în cristal, configurația de bază are de fapt cinci electroni în sub-coajă 5d și un singur electron în sub-coajă 6s. Orbitalii 5d pot participa la legături puternice de tip covalent, unde electronii sunt împărțiți între atomi, dar electronii rămân localizați - limitați la atomul căruia îi aparțin sau la regiunile dintre vecini atomi.

S-electronii, în schimb, devin mult mai delocalizați, până la punctul în care vă puteți gândi la ei ca la o mare de electroni răspândiți în metal. Acești electroni nu sunt limitați la niciun atom de tungsten, ci sunt împărțiți între mulți dintre ei. În acest sens, blocul metalului de tungsten seamănă puțin cu o moleculă foarte mare; combinația orbitalilor de la mulți atomi de tungsten creează multe niveluri de energie foarte distanțate disponibile pentru ocuparea electronilor. Această formă de lipire se numește lipire metalică.

Legătura metalică ajută la explicarea proprietăților metalelor precum tungstenul. Atomii metalici nu sunt constrânși într-un cadru rigid ca atomii dintr-un cristal de diamant, astfel încât tungstenul pur este, la fel ca alte metale, maleabil și ductil. Electronii delocalizați ajută la menținerea tuturor atomilor de tungsten împreună. Tungstenul se găsește în mai multe structuri diferite: tungsten alfa, beta și gamma. Alfa este cea mai stabilă dintre acestea și, atunci când este încălzită, structura beta se transformă în structura alfa.

Tungstenul poate forma compuși și complexe de coordonare cu diverse elemente și liganzi nemetalici. Legăturile din acești compuși sunt covalente, ceea ce înseamnă că electronii sunt împărțiți între atomi. Starea sa de oxidare - sarcina pe care ar avea-o dacă toate legăturile pe care le-a format ar fi complet ionice - în acești compuși poate varia de la -2 la +6. Se oxidează ușor la temperaturi ridicate, motiv pentru care becurile cu incandescență sunt întotdeauna umplute cu un gaz inert, altfel, filamentul de tungsten ar reacționa cu aerul.