พันธะประเภทใดที่เกิดขึ้นในทังสเตน?

ทังสเตนเป็นองค์ประกอบที่ 74 ของตารางธาตุ และเป็นโลหะสีเทาหนาแน่นที่มีจุดหลอมเหลวสูงมาก เป็นที่รู้จักกันดีที่สุดสำหรับการใช้งานในเส้นใยภายในหลอดไส้ แต่การใช้งานที่ใหญ่ที่สุดคือในการผลิตทังสเตนคาร์ไบด์เช่นเดียวกับการใช้งานอื่น ๆ อีกจำนวนหนึ่ง พันธะที่ยึดอะตอมเข้าด้วยกันในรูปแบบธาตุเป็นตัวอย่างของพันธะโลหะ

อิเล็กตรอนรอบ ๆ อะตอมครอบครองพื้นที่ที่เรียกว่าออร์บิทัล การเรียงตัวของอิเล็กตรอนในออร์บิทัลต่าง ๆ ของอะตอม เรียกว่า การเรียงตัวของอิเล็กตรอน อะตอมของทังสเตนอิสระในสถานะพื้นดิน - การกำหนดค่าพลังงานต่ำสุด - มีเปลือกย่อย 4f ที่เติมอย่างสมบูรณ์, อิเล็กตรอนสี่ตัวในเปลือกย่อย 5d และอิเล็กตรอนสองตัวในเปลือกย่อย 6s การกำหนดค่าอิเล็กตรอนนี้สามารถย่อได้ดังนี้: 5d4 6s2 อย่างไรก็ตาม ในคริสตัล การกำหนดค่าสถานะพื้นจริงมีอิเล็กตรอนห้าตัวในเปลือกย่อย 5d และอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวในเปลือกย่อย 6s ออร์บิทัล 5d สามารถมีส่วนร่วมในพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่ง โดยที่อิเล็กตรอนจะถูกแบ่งระหว่างอะตอม แต่ อิเล็กตรอนยังคงถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่น - ถูกกักขังอยู่ในอะตอมที่เป็นของพวกมันหรือในบริเวณระหว่างเพื่อนบ้าน อะตอม

ในทางตรงกันข้าม s-electrons จะถูกแยกออกจากกันมากขึ้น จนถึงจุดที่คุณสามารถนึกได้ว่าเป็นทะเลของอิเล็กตรอนที่แผ่กระจายไปทั่วโลหะ อิเล็กตรอนเหล่านี้ไม่ได้ถูกกักขังอยู่ในอะตอมของทังสเตน แต่มีการใช้ร่วมกันระหว่างหลายอะตอม ในแง่นี้ บล็อกของโลหะทังสเตนก็เหมือนกับโมเลกุลขนาดใหญ่มาก การรวมกันของออร์บิทัลจากอะตอมของทังสเตนจำนวนมากสร้างระดับพลังงานที่มีระยะห่างอย่างใกล้ชิดจำนวนมากสำหรับอิเล็กตรอนที่จะครอบครอง พันธะรูปแบบนี้เรียกว่าพันธะโลหะ

พันธะโลหะช่วยอธิบายคุณสมบัติของโลหะเช่นทังสเตน อะตอมของโลหะไม่มีข้อจำกัดในโครงสร้างที่แข็งกระด้างเหมือนอะตอมในผลึกเพชร ดังนั้นทังสเตนบริสุทธิ์จึงเหมือนกับโลหะอื่นๆ ที่หลอมได้และเหนียว อิเล็กตรอนที่แยกตัวออกจากกันช่วยให้อะตอมของทังสเตนทั้งหมดอยู่รวมกัน ทังสเตนมีอยู่ในโครงสร้างที่แตกต่างกันหลายประการ: ทังสเตนอัลฟ่าเบต้าและแกมมา อัลฟ่านั้นเสถียรที่สุด และเมื่อถูกความร้อน โครงสร้างเบตาจะเปลี่ยนเป็นโครงสร้างอัลฟ่า

ทังสเตนสามารถสร้างสารประกอบและสารเชิงซ้อนที่มีการประสานงานกับองค์ประกอบและลิแกนด์ที่ไม่ใช่โลหะต่างๆ พันธะในสารประกอบเหล่านี้เป็นโควาเลนต์ ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนจะถูกแบ่งใช้ระหว่างอะตอม สถานะออกซิเดชันของมัน -- ประจุที่มันจะมีถ้าพันธะทั้งหมดที่ก่อตัวเป็นไอออนิกอย่างสมบูรณ์ -- ในสารประกอบเหล่านี้สามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ -2 ถึง +6 มันถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายที่อุณหภูมิสูง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมหลอดไส้จึงเต็มไปด้วยก๊าซเฉื่อย มิฉะนั้นไส้หลอดทังสเตนจะทำปฏิกิริยากับอากาศ