El tungsteno es el 74º elemento de la tabla periódica, y es un metal gris denso con un punto de fusión muy alto. Es mejor conocido por su uso en filamentos dentro de bombillas incandescentes, pero su mayor uso se encuentra en la fabricación de carburos de tungsteno, así como en una serie de otras aplicaciones. Los enlaces que mantienen unidos a los átomos en la forma elemental son un ejemplo de unión metálica.

Configuración de electrones

Los electrones alrededor de los átomos ocupan regiones del espacio llamadas orbitales; la disposición de los electrones en los diferentes orbitales de un átomo se llama configuración electrónica. Los átomos de tungsteno libres en su estado fundamental (la configuración de energía más baja) tienen una subcubeta 4f completamente llena, cuatro electrones en la subcubeta 5d y dos electrones en la subcubeta 6s. Esta configuración de electrones se puede abreviar de la siguiente manera: 5d4 6s2. En el cristal, sin embargo, la configuración del estado fundamental en realidad presenta cinco electrones en el subconjunto 5d y solo un electrón en el subconjunto 6s. Los orbitales 5d pueden participar en enlaces fuertes de tipo covalente, donde los electrones se comparten entre los átomos, pero los electrones permanecen localizados, confinados al átomo al que pertenecen o a regiones entre átomos vecinos.

Enlace metálico

Los electrones s, por el contrario, se vuelven mucho más deslocalizados, hasta el punto en que puedes pensar en ellos como un mar de electrones dispersos por todo el metal. Estos electrones no están confinados a ningún átomo de tungsteno, sino que se comparten entre muchos de ellos. En este sentido, el bloque de tungsteno es un poco como una molécula muy grande; la combinación de orbitales de muchos átomos de tungsteno crea muchos niveles de energía muy cercanos para que los electrones los ocupen. Esta forma de unión se llama unión metálica.

Estructura

La unión metálica ayuda a explicar las propiedades de los metales como el tungsteno. Los átomos de metal no están restringidos en un marco rígido como los átomos en un cristal de diamante, por lo que el tungsteno puro es, como otros metales, maleable y dúctil. Los electrones deslocalizados ayudan a mantener unidos a todos los átomos de tungsteno. El tungsteno se encuentra en varias estructuras diferentes: tungsteno alfa, beta y gamma. Alpha es el más estable de estos, y cuando se calienta, la estructura beta se convierte en la estructura alfa.

Compuestos de tungsteno

El tungsteno puede formar compuestos y complejos de coordinación con varios elementos y ligandos no metálicos. Los enlaces en estos compuestos son covalentes, lo que significa que los electrones se comparten entre los átomos. Su estado de oxidación, la carga que tendría si todos los enlaces que formó fueran completamente iónicos, en estos compuestos puede variar de -2 a +6. Se oxida fácilmente a altas temperaturas, por lo que las bombillas incandescentes siempre se llenan con un gas inerte, de lo contrario, el filamento de tungsteno reaccionaría con el aire.