Титанови химически и физични свойства

Титанът е силен метал, използван в човешки импланти, самолети и много други продукти. Ето факти за този полезен елемент:

• Титанов атомен номер: 22
• символ: Ti
• Атомно тегло: 47.88
• Discovery: Уилям Грегор 1791 (Англия)
• Електронна конфигурация: [Ar] 4s² 3d²
• Произход на думата: Латински титани: в митологията първите синове на Земята

Има 26 известни изотопи на титан, вариращи от Ti-38 до Ti-63. Титанът има пет стабилни изотопа с атомни маси 46-50. Най-разпространеният изотоп е Ti-48, който представлява 73,8% от целия естествен титан.

Титанът има a точка на топене от 1660 +/- 10 ° C, точка на кипене 3287 ° C, специфично тегло 4,54, с a валентност от 2, 3 или 4. Чистият титан е блестящ бял метал с ниска плътност, висока якост и висока устойчивост на корозия. Устойчив е на разреждане на сярна и солна киселина, влажен хлорен газ, повечето органични киселини и хлоридни разтвори. Титанът е пластичен само когато е без кислород. Титанът гори във въздуха и е единственият елемент, който гори в азот.

Титанът е диморфен, като шестоъгълната форма бавно се променя до кубичната b форма около 880 ° C. Металът се комбинира с кислород при червени топлинни температури и с хлор при 550 ° C. Титанът е здрав като стоманата, но е с 45% по-лек. Металът е с 60% по-тежък от алуминия, но е два пъти по-здрав.

Титановият метал се счита за физиологично инертен. Чистият титанов диоксид е разумно бистър, с изключително висок индекс на пречупване и оптична дисперсия по-висок от този на диамант. Естественият титан става силно радиоактивен при бомбардировките с дейтрони.

Титанът е важен за легирането с алуминий, молибден, желязо, манган и други метали. Титановите сплави се използват в ситуации, когато се изискват лека якост и способност да издържат на температурни крайности (например аерокосмически приложения). Титан може да се използва в инсталации за обезсоляване. Металът често се използва за компоненти, които трябва да бъдат изложени на морска вода. Титанов анод, покрит с платина, може да се използва за осигуряване на катодна антикорозионна защита от морска вода.

Тъй като е инертен в тялото, титановият метал има хирургически приложения. Титановият диоксид се използва за направата на изкуствени скъпоценни камъни, въпреки че полученият камък е сравнително мек. Астеризмът на звездни сапфири и рубини е резултат от присъствието на TiO₂. Титановият диоксид се използва в боя за дома и художника. Боята е постоянна и осигурява добро покритие. Той е отличен отражател на инфрачервено лъчение. Боята се използва и в слънчеви обсерватории.

Пигментите от титанов оксид представляват най-голямата употреба на елемента. Титановият оксид се използва в някои козметични продукти за разпръскване на светлината. Титрахлоридът на титан се използва за иридиране на стъклото. Тъй като съединението изпарява силно във въздуха, то се използва и за производство на димни сита.

Титанът е на 9-то място изобилен елемент в земната кора. Почти винаги се намира в магматични скали. Среща се в рутил, илменит, сфен и много железни руди и титанати. Титанът се намира в въглищна пепел, растения и в човешкото тяло. Титанът се намира на слънце и в метеорити. Скалите от мисията Аполон 17 до Луната съдържат до 12,1% TiO₂. Скалите от по-ранни мисии показаха по-ниски проценти на титанов диоксид. Титановите оксидни ленти се виждат в спектрите на звезди от тип М. През 1946 г. Kroll показва, че титанът може да бъде произведен на пазара чрез редуциране на тетрахлорид на титан с магнезий.

• Класификация на елементите:Преходен метал
• Плътност (g / cc): 4.54
• Точка на топене (K): 1933
• Точка на кипене (К): 3560
• Външен вид: Блестящ, тъмносив метал
• Атомен радиус (Ч): 147
• Атомен обем (Сс / мол): 10.6
• Ковалентна радиус (Ч): 132
• Йонен радиус: 68 (+ 4е) 94 (+ 2е)
• Специфична топлина (@ 20 ° C J / g mol): 0.523
• Fusion Heat (КДж / мол): 18.8
• Топлина при изпаряване (kJ / mol): 422.6
• Температура на дебае (K): 380.00
• Отрицателен номер на Pauling: 1.54
• Първа йонизираща енергия (kJ / mol): 657.8
• Окислителни състояния: 4, 3
• Структура на решетката: 1.588
• Константна решетка (Å): 2.950
• CAS Регистър номер: 7440-32-6

• Титанът е открит в черен пясък, известен като илменит. Илменитът е смес от железни оксиди и титанови оксиди.
• Уилям Грегор беше пастор на енорията Манакан, когато откри титан. Той нарече новия си метал „манаканит“.
• Германският химик Мартин Клапрот преоткри новия метал на Грегор и го нарече титан по титаните, гръцки митологични същества на Земята. Името „титан“ беше предпочитано и в крайна сметка възприето от други химици, но признаха Грегор за първоначалния откривател.
• Чистият титанов метал не е изолиран до 1910 г. от Матю Хънтър - 119 години след откриването му.
• Приблизително 95% от целия титан се използва за производството на титанов диоксид, TiO₂. Титановият диоксид е изключително ярък бял пигмент, използван в бои, пластмаси, паста за зъби и хартия.
• Титанът се използва в медицинските процедури, тъй като е нетоксичен и нереактивен в организма.

• Национална лаборатория в Лос Аламос (2001)
• Crescent Chemical Company (2001)
• Наръчник по химия на Ланге (1952 г.)
• CRC Наръчник по химия и физика (18-то издание)
• Международна база данни ENSDF на Международната агенция за атомна енергия (октомври 2010 г.)