Volfram je 74. element periodnega sistema in je gosta siva kovina z zelo visokim tališčem. Najbolj znan je po svoji uporabi v nitkah v žarnicah z žarilno nitko, vendar je njegova največja uporaba pri izdelavi volframovih karbidov in številnih drugih aplikacijah. Vezi, ki imajo atome skupaj v elementarni obliki, so primer kovinske vezi.
Elektronska konfiguracija
Elektroni okoli atomov zasedajo vesoljska območja, imenovana orbitale; razporeditev elektronov v različnih orbitalah atoma se imenuje elektronska konfiguracija. Prosti atomi volframa v osnovnem stanju - z najnižjo energijsko konfiguracijo - imajo popolnoma napolnjeno 4f podlupino, štiri elektrone v 5d podlupini in dva elektrona v podlupini 6s. To elektronsko konfiguracijo lahko okrajšamo na naslednji način: 5d4 6s2. V kristalu pa konfiguracija osnovnega stanja dejansko vsebuje pet elektronov v podlupini 5d in le en elektron v podkopini 6s. 5d orbitale lahko sodelujejo v močnih vezah kovalentnega tipa, kjer se elektroni delijo med atome, vendar elektroni ostanejo lokalizirani - omejeni na atom, ki mu pripadajo, ali na območja med sosednjimi atomi.
Kovinsko lepljenje
Nasprotno pa s-elektroni postanejo veliko bolj delokalizirani do te mere, da jih lahko predstavljate kot morje elektronov, ki se širijo po kovini. Ti elektroni niso omejeni na noben atom volframa, temveč jih delijo mnogi. V tem smislu je blok volframove kovine malo podoben zelo veliki molekuli; kombinacija orbital iz številnih atomov volframa ustvarja številne tesno razporejene ravni energije, ki so na voljo elektronom. Ta oblika lepljenja se imenuje kovinska vezava.
Struktura
Kovinsko lepljenje pomaga razložiti lastnosti kovin, kot je volfram. Kovinski atomi niso omejeni v togo ogrodje, kot so atomi v diamantnem kristalu, zato je čisti volfram, tako kot druge kovine, voljen in volten. Delokalizirani elektroni pomagajo držati skupaj vse atome volframa. Volfram najdemo v več različnih strukturah: alfa, beta in gama volfram. Alfa je med njimi najbolj stabilna in pri segrevanju se beta struktura pretvori v alfa strukturo.
Volframove spojine
Volfram lahko tvori spojine in koordinacijske komplekse z različnimi nekovinskimi elementi in ligandi. Vezi v teh spojinah so kovalentne, kar pomeni, da se elektroni delijo med atomi. Njegovo oksidacijsko stanje - naboj, ki bi ga imel, če bi bile vse vezi, ki jih tvorijo, bile popolnoma ionske - v teh spojinah znaša od -2 do +6. Pri visokih temperaturah se zlahka oksidira, zato so žarnice z žarilno nitko vedno napolnjene z inertnim plinom, sicer bi volframova nitka reagirala z zrakom.