Химичен елемент · справочна страница

22Ti

Титан

Титан е химичен елемент с атомен номер 22 (Ti), разположен в период 4, група 4 и блок d. Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Електронната конфигурация е [Ar] 3d2 4s2.

Атомен номер22

Стандартна атомна маса47.867(1)

Група4

Период4

Блокd

Електронна конфигурация[Ar] 3d2 4s2

Електронна структура

Какво определя химичното поведение

d подобвивката участва в химията на титан. Преходните метали могат да използват в химичните връзки електрони с близки енергии, затова променливите степени на окисление, координационните съединения и каталитичното поведение са характерни за d блока.

Електронната конфигурация [Ar] 3d2 4s2 трябва да се разглежда заедно със степента на окисление в съединението: отнемането на електрони променя запълването на d орбиталите и може да повлияе на цвета, магнетизма, химичното свързване и реактивността.

Химични форми

Съединения, йони и материали

За титан важни химични форми са металът и неговите сплави, оксиди, халогениди и координационни съединения. Променливите степени на окисление са чести, защото s и d електроните имат близки енергии, а лигандите около металния йон могат силно да променят цвета, магнетизма и реактивността.

Физично поведение

Агрегатно състояние и фазови преходи

Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Посочената плътност е 4.506 g/cm³. Температурата на топене е 1 943 K (1 670 °C). Температурата на кипене е 3 560 K (3 287 °C). Налягането, чистотата и кристалната структура могат да променят измерените физични свойства.

Разпространение и приложения

Къде се среща титан и за какво се използва

На практика титан се среща в приложения като Авиация и космическа техника, Импланти и Пигменти.

На практика

Конкретни примери за приложение

Авиация и космическа техника

Титан се използва там, където са важни ниската маса, якостта, топлоустойчивостта или специални електронни и оптични свойства.

Импланти

Титан се използва в биомедицински материали, подбрани заради устойчивостта на корозия, якостта и съвместимостта с организма.

Пигменти

Съединенията на Титан осигуряват устойчиви цветове или оптични свойства в бои, керамика, пластмаси или стъкло.

Положение в периодичната система

Какво показват съседните елементи

Титан е в период 4 и група 4. В показаната област той се намира между скандий и ванадий в същия период; цирконий е непосредствено под него в същата група. Тези позиции позволяват сравнение на атомния размер, йонизационната енергия и химичното свързване със съседните елементи.

Справочни данни

Физични и атомни свойства

Класификацияпреходен метал

Агрегатно състояние при стайна температуратвърдо

Електронни слоеве2 · 8 · 10 · 2

Плътност4.506 g/cm³

Температура на топене1 943 K (1 670 °C)

Температура на кипене3 560 K (3 287 °C)

Електроотрицателност по Полинг1.54

Първа йонизационна енергия658.8 kJ/mol

Електронен афинитет7.289 kJ/mol

Стойностите се отнасят за елемента или за неутралния атом, когато това е приложимо. Физичните данни могат да зависят от алотропната форма, налягането и условията на измерване.

История

Откриване и идентифициране

Откриването на титан се свързва с William Gregor. Разпознаването на елемента, изолирането на чиста проба и определянето на съвременния му атомен номер не е задължително да са станали едновременно.

Изотопи и атомна маса

Как изотопният състав променя числените стойности

Стандартната атомна маса е 47.867(1). Тази стойност се отнася за изотопния състав на естествен земен материал, а не за масата на един конкретен атом.

Титан има поне един стабилен изотоп. Различните изотопи имат еднакъв брой протони и затова принадлежат към един и същ химичен елемент, но се различават по броя на неутроните и атомната маса.

Безопасност

Работа и експозиция

Рисковете, свързани с титан, зависят от химичната форма, дозата и пътя на експозиция. Чистият елемент, неговите йони и съединения могат да имат много различни биологични и екологични ефекти, затова данните за безопасност трябва да се проверяват за конкретното използвано вещество.