Volfrám je 74. prvkom periodickej tabuľky a je to hustý sivý kov s veľmi vysokou teplotou topenia. Najznámejšie je pre svoje použitie vo vláknach vo vnútri žiaroviek, ale jeho najväčšie využitie je vo výrobe karbidov volfrámu a v mnohých ďalších aplikáciách. Väzby, ktoré držia atómy pohromade v elementárnej forme, sú príkladom kovovej väzby.
Konfigurácia elektrónov
Elektróny okolo atómov obsadzujú oblasti vesmíru nazývané orbitály; usporiadanie elektrónov na rôznych orbitáloch atómu sa nazýva elektrónová konfigurácia. Voľné atómy volfrámu v ich základnom stave - konfigurácia s najnižšou energiou - majú úplne naplnenú 4f čiastkovú škrupinu, štyri elektróny v 5d čiastočnej škrupine a dva elektróny v 6s čiastkovej škrupine. Túto elektrónovú konfiguráciu možno skrátiť takto: 5d4 6s2. V kryštáli však konfigurácia základného stavu skutočne obsahuje päť elektrónov v čiastočnom plášti 5d a iba jeden elektrón v čiastočnom plášti 6s. 5d orbitály sa môžu podieľať na silných väzbách kovalentného typu, kde sú elektróny zdieľané medzi atómami, ale elektróny zostávajú lokalizované - obmedzené na atóm, ku ktorému patria, alebo do oblastí medzi susednými atómy.
Kovové lepenie
S-elektróny sa naopak oveľa viac delokalizujú, až ich môžete považovať za more elektrónov šíriacich sa po celom kovu. Tieto elektróny nie sú obmedzené na žiadny atóm volfrámu, ale sú zdieľané medzi mnohými z nich. V tomto zmysle je blok kovu volfrámu trochu ako veľmi veľká molekula; kombinácia orbitálov z mnohých atómov volfrámu vytvára veľa blízko seba vzdialených úrovní energie, ktoré sú k dispozícii na obsadenie elektrónov. Táto forma spojenia sa nazýva kovové spojenie.
Štruktúra
Kovové väzby pomáhajú vysvetliť vlastnosti kovov, ako je volfrám. Atómy kovov nie sú obmedzené v tuhej štruktúre ako atómy v diamantovom kryštáli, takže čistý volfrám je, podobne ako iné kovy, tvárny a tvárny. Delokalizované elektróny pomáhajú držať všetky atómy volfrámu pohromade. Wolfrám sa nachádza v niekoľkých rôznych štruktúrach: alfa, beta a gama volfrám. Alfa je najstabilnejšia z nich a po zahriatí sa beta štruktúra premení na alfa štruktúru.
Zlúčeniny volfrámu
Volfrám môže vytvárať zlúčeniny a koordinačné komplexy s rôznymi nekovovými prvkami a ligandmi. Väzby v týchto zlúčeninách sú kovalentné, čo znamená, že elektróny sú zdieľané medzi atómami. Jeho oxidačný stav - náboj, ktorý by mal, keby všetky väzby, ktoré vytvoril, boli úplne iónové - v týchto zlúčeninách môžu byť v rozmedzí od -2 do +6. Ľahko sa oxiduje pri vysokých teplotách, a preto sú žiarovky vždy naplnené inertným plynom, inak by volfrámové vlákno reagovalo so vzduchom.
