Jaksollinen järjestelmä›Alkuaineet›Titaani

Alkuaine · viitesivu

22Ti

Titaani

Titaani on järjestysluvun 22 alkuaine (Ti). Se sijaitsee jaksossa 4, ryhmässä 4 ja d-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Elektronikonfiguraatio on [Ar] 3d2 4s2.

Järjestysluku22

Standardiatomipaino47.867(1)

Ryhmä4

Jakso4

Lohkod

Elektronikonfiguraatio[Ar] 3d2 4s2

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Siirtymämetalleilla s- ja d-elektronien energiat ovat lähellä toisiaan. Tämä mahdollistaa useita hapetuslukuja sekä suuren vaihtelun sidoksissa, koordinaatiokemiassa ja materiaalien ominaisuuksissa.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on [Ar] 3d2 4s2. Valenssielektronien määrä ja energia määräävät, miten atomi sitoutuu ja millaisia ionisia tai kovalenttisia rakenteita se voi muodostaa.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Titaani esiintyy metallina ja seoksissa sekä esimerkiksi oksideissa, halogenideissa ja koordinaatioyhdisteissä. Useat hapetusluvut ovat mahdollisia, koska s- ja d-elektronien energiat ovat lähellä toisiaan.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Ilmoitettu tiheys on 4.506 g/cm³. Sulamispiste on 1 943 K (1 670 °C). Kiehumispiste on 3 560 K (3 287 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä titaani liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: ilmailu ja avaruustekniikka, implantit ja pigmentit.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Ilmailu ja avaruustekniikka

Yksi käytännön yhteys on ilmailu ja avaruustekniikka. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Implantit

Yksi käytännön yhteys on implantit. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Pigmentit

Titaani-yhdisteitä voidaan käyttää värin tai optisen vasteen tuottamiseen. Tarkka vaikutus riippuu yhdisteestä, hapetusasteesta ja materiaalin rakenteesta.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Titaani sijaitsee jaksossa 4 ja ryhmässä 4. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Skandium, Vanadiini, Yttrium, Zirkonium.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokitussiirtymämetalli

Olomuoto huoneenlämmössäkiinteä

Elektronikuoret2 · 8 · 10 · 2

Tiheys4.506 g/cm³

Sulamispiste1 943 K (1 670 °C)

Kiehumispiste3 560 K (3 287 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus1.54

Ensimmäinen ionisaatioenergia658.8 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti7.289 kJ/mol

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Tämän alkuaineen löytäminen yhdistetään henkilöön tai ryhmään William Gregor. Uuden alkuaineen tunnistaminen, puhtaan näytteen eristäminen ja myöhempi järjestyslukuun 22 perustuva luokittelu eivät aina tapahtuneet samanaikaisesti.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino on 47.867(1). Se kuvaa luonnollisen maanpäällisen aineen isotooppikoostumuksen painotettua keskiarvoa, ei yhden tietyn atomin massaa.

Tällä alkuaineella on vähintään yksi pysyvä isotooppi. Isotoopeilla on sama protonien määrä mutta eri neutronien määrä, joten ne ovat sama alkuaine mutta niiden atomimassat eroavat.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Turvallisuus riippuu kemiallisesta muodosta, annoksesta ja altistusreitistä. Puhdas alkuaine, ionit ja yhdisteet voivat vaikuttaa elimistöön ja ympäristöön hyvin eri tavoin, joten käytettävän aineen omat turvallisuustiedot on tarkistettava.