Kodėl volframas yra trapus ir tantalas kietas?

Volframas ir tantalas yra ugniai atsparūs metalai, tačiau yra tam tikrų jų savybių skirtumų, daugiausia dėl kietumo ir trapumo. Volframas paprastai yra trapus, o tantalas yra tvirtesnis. Pirmiausia turime suprasti pagrindines kietumo ir trapumo sąvokas. Tvirtumas reiškia medžiagos gebėjimą sugerti energiją ir atsispirti lūžimui, kai ją veikia išorinė jėga, o trapumas reiškia medžiagos savybę staiga lūžti, kai ją veikia jėga. Volframas pasižymi trapumu, nes jo kristalų struktūra yra glaudžiai sukrauta su stipriomis tarpatominėmis sąveikos jėgomis, todėl jis yra jautrus trapiam lūžimui, kai jį veikia išorinės jėgos. Be to, volframo lydymosi temperatūra yra labai aukšta – 3410 laipsnių, o tai reiškia, kad esant itin aukštai temperatūrai, tarpatominės volframo sąveikos jėgos vis dar yra stiprios, o tai dar labiau padidina jo trapumą. Tačiau tantalas yra lankstesnis dėl gana atviros kristalinės struktūros ir silpnesnių tarpatominių sąveikos jėgų. Tai leidžia tantalui atsispirti lūžimui, kai jį veikia išorinės jėgos, sugerdamas energiją per santykinį atomų judėjimą. Be to, tantalo lydymosi temperatūra taip pat yra aukštesnė ir siekia 2996 laipsnius, o tai taip pat padidina jo tarpatominės sąveikos jėgą, tačiau, palyginti su volframu, tantalo tarpatominė sąveikos jėga yra santykinai silpnesnė, todėl pasižymi geresne kietumu. Apibendrinant galima pasakyti, kad skirtumai tarp volframo ir tantalo kietumo ir trapumo požiūriu daugiausia susiję su jų kristalų struktūromis ir tarpatominėmis sąveikos jėgomis. Dėl šių būdingų savybių skirtumų volframas ir tantalas turi savo unikalų panaudojimą praktikoje. Pavyzdžiui, volframas plačiai naudojamas gijų ir elektroninių komponentų gamyboje dėl aukšto lydymosi temperatūros ir kietumo, o tantalas dėl gero atsparumo korozijai ir elektrinių savybių plačiai naudojamas kondensatorių ir elektrodų gamyboje.