תעופה וחלל
בתחום תעופה וחלל, טיטניום שימושי כאשר נדרשים יחס חוזק-משקל טוב, עמידות בחום ובקורוזיה או תכונות חשמליות וגרעיניות מיוחדות.
Mendeleev
הטבלה המחזורית
כל היסודות
עבריתHE⌄
שפות
EnglishENFrançaisFRDeutschDEEspañolESItalianoITPortuguêsPTNederlandsNLPolskiPLSvenskaSVČeštinaCSDanskDANorskNOSuomiFITürkçeTRРусскийRUУкраїнськаUK中文ZH日本語JAБългарскиBGCatalàCAΕλληνικάELEestiETHrvatskiHRMagyarHULëtzebuergeschLBLietuviųLTLatviešuLVRomânăROSlovenčinaSKSlovenščinaSLСрпскиSR한국어KOTiếng ViệtVIBahasa IndonesiaIDBahasa MelayuMSالعربيةARहिन्दीHIไทยTHעבריתHEÍslenskaIS
יסוד כימי · דף עיון
22Ti
טיטניום
טיטניום הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 22 וסמלו Ti. הוא נמצא במחזור 4, קבוצה 4 ובבלוק d. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק, ותצורת האלקטרונים שלו היא [Ar] 3d2 4s2.
מספר אטומי22
משקל אטומי תקני47.867(1)
קבוצה4
מחזור4
בלוקd
תצורת אלקטרונים[Ar] 3d2 4s2
מבנה אלקטרוני
מה קובע את הכימיה שלו?
אכלוס תת-הרמה d משפיע ישירות על הכימיה של טיטניום. הקרבה באנרגיה בין אלקטרוני s ו-d מאפשרת מצבי חמצון שונים, יצירת קומפלקסים ופעילות קטליטית מגוונת.
תצורת האלקטרונים של טיטניום היא [Ar] 3d2 4s2. כאשר אלקטרונים אובדים או מסתדרים מחדש בתרכובות, משתנה אכלוס אורביטלות d, ולכן יכולים להשתנות צבע, מגנטיות, קשרים כימיים ותגובתיות.
צורות כימיות
תרכובות, יונים וחומרים
הצורות הכימיות החשובות של טיטניום כוללות את המתכת, סגסוגות, תחמוצות, הלידים וקומפלקסים. האנרגיות הקרובות של אלקטרוני s ו-d מאפשרות כמה מצבי חמצון, וליגנדים יכולים לשנות בבירור צבע, מגנטיות ותגובתיות.
התנהגות פיזיקלית
מצב ושינויי פאזה
המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק. הצפיפות המופיעה היא 4.506 g/cm³. נקודת ההתכה היא 1 941 K (1 668 °C). נקודת הרתיחה היא 3 560 K (3 287 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.
הימצאות ושימושים
איפה נמצא טיטניום וכיצד משתמשים בו?
בפועל, טיטניום מופיע ביישומים כגון תעופה וחלל, שתלים ופיגמנטים. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.
בפועל
דוגמאות לשימושים ממשיים
שתלים
טיטניום או איזוטופים ותרכובות שלו משמשים ברפואה כאשר התכונות הכימיות, הרדיואקטיביות או המגנטיות מתאימות לאבחון, טיפול או חומרים רפואיים.
פיגמנטים
תרכובות של טיטניום מעניקות צבעים יציבים או תכונות אופטיות לצבעים, לקרמיקה, לפלסטיק או לזכוכית.
מיקום מחזורי
מה מספרים היסודות השכנים?
טיטניום נמצא במחזור 4 ובקבוצה 4. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: סקנדיום; ונדיום; איטריום; זירקוניום; ניוביום. המיקום הזה מאפשר להשוות ישירות גודל אטומי, אנרגיית יינון, מצבי חמצון ומגמות בקשרים כימיים עם יסודות קרובים בטבלה המחזורית.
נתוני ייחוס
תכונות פיזיקליות ואטומיות
סיווגמתכת מעבר
מצב בטמפרטורת החדרמוצק
קליפות אלקטרונים2 · 8 · 10 · 2
צפיפות4.506 g/cm³
נקודת התכה1 943 K (1 670 °C)
נקודת רתיחה3 560 K (3 287 °C)
אלקטרושליליות לפי פאולינג1.54
אנרגיית יינון ראשונה658.8 kJ/mol
זיקה אלקטרונית7.289 kJ/mol
הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.
היסטוריה
גילוי וזיהוי
גילוי טיטניום מזוהה עם עבודתו של ויליאם גרגור. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.
איזוטופים ומשקל אטומי
כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?
המשקל האטומי התקני הרשום של טיטניום הוא 47.867(1). ערך זה משקף את הרכב האיזוטופים בחומרים טבעיים על פני כדור הארץ, ולא את המסה של אטום יחיד מסוים.
לטיטניום יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.
בטיחות
טיפול וחשיפה
הסכנות הקשורות לטיטניום תלויות בצורה הכימית, במינון ובדרך החשיפה. היסוד החופשי, היונים והתרכובות שלו יכולים להיות שונים מאוד בהשפעתם הביולוגית והסביבתית, ולכן יש לבדוק נתוני בטיחות לחומר שבו מטפלים בפועל.