Hvilken type binding forekommer i Tungsten?

Tungsten er det 74. element i det periodiske bord og er et tæt gråt metal med et meget højt smeltepunkt. Det er bedst kendt for dets anvendelse i filamenter inde i glødelamper, men den største anvendelse er ved fremstilling af wolframcarbider samt en række andre anvendelser. Obligationerne, der holder atomer sammen i elementformen, er et eksempel på metallisk binding.

Elektronkonfiguration

Elektroner omkring atomer besidder områder af rum kaldet orbitaler; Arrangementet af elektroner i de forskellige orbitaler af et atom kaldes elektronkonfigurationen. Gratis wolframatomer i deres jordtilstand - laveste energikonfiguration - har en helt fyldt 4f-subskal, fire elektroner i 5d-subskallen og to elektroner i 6s-subskallen. Denne elektronkonfiguration kan forkortes som følger: 5d4 6s2. I krystalet har jordbaseret konfiguration imidlertid faktisk fem elektroner i 5d-subskallen og kun en elektron i 6s-subskallen. 5d-orbitalerne kan deltage i stærke kovalente-type obligationer, hvor elektroner deles mellem atomer, men elektronerne forbliver lokaliserede - begrænset til det atom, hvortil de hører hjemme eller til regioner mellem nabosteder.

Metallisk binding < s-elektronerne bliver derimod meget mere delokaliseret, til det punkt, hvor man kan tænke på dem som et hav af elektroner spredt igennem metallet. Disse elektroner er ikke begrænset til et wolframatom, men deles mellem mange af dem. I denne forstand er blokken af ​​wolframmetal lidt som et meget stort molekyle; kombinationen af ​​orbitaler fra mange wolframatomer skaber mange tæt adskilte energiniveauer, der er tilgængelige for elektroner at optage. Denne form for binding kaldes metallisk binding.

Struktur

Metallisk binding hjælper med at forklare egenskaberne for metaller som wolfram. Metallatomer er ikke begrænset i en stiv ramme som atomerne i en diamantkrystal, så ren wolfram er ligesom andre metaller, formbar og duktil. De delokaliserede elektroner hjælper med at holde alle wolframatomer sammen. Tungsten findes i flere forskellige strukturer: alpha, beta og gamma wolfram. Alpha er den mest stabile af disse, og når den opvarmes, konverterer beta-strukturen til alfa-strukturen.

Tungstenforbindelser

Tungsten kan danne forbindelser og koordinationskomplekser med forskellige ikke-metalliske elementer og ligander. Obligationerne i disse forbindelser er kovalente, hvilket betyder at elektroner deles mellem atomer. Dens oxidationstilstand - ladningen ville have, hvis alle de bindinger, den dannede, var fuldstændig ioniske - i disse forbindelser kan variere fra -2 til +6. Det oxideres let ved høje temperaturer, hvorfor glødelampe altid er fyldt med en inert gas, ellers vil wolframfilamentet reagere med luften.