Kémiai elem · adatlap

22Ti

Titán

A titán 22 rendszámú kémiai elem (Ti), a 4. periódus 4. csoportjában, a d-mezőben található. Szobahőmérsékleten a referencia szerinti halmazállapot: szilárd. Elektronkonfigurációja: [Ar] 3d2 4s2.

Rendszám22

Standard atomtömeg47.867(1)

Csoport4

Periódus4

Meződ

Elektronkonfiguráció[Ar] 3d2 4s2

Elektronszerkezet

Mi határozza meg a kémiai viselkedését

A d-alhéj részt vesz a titán kémiájában. Az átmenetifémek hasonló energiájú elektronokat használhatnak a kötésképzésben, ezért a d-mezőben gyakoriak a változó oxidációs állapotok, a koordinációs vegyületek és a katalitikus viselkedés.

A [Ar] 3d2 4s2 elektronkonfigurációt a vegyület oxidációs állapotával együtt kell értelmezni: elektronok eltávolítása megváltoztatja a d-pályák betöltöttségét, és ezzel a színt, mágnesességet, kötésviszonyokat és reakciókészséget is.

Kémiai formák

Vegyületek, ionok és anyagok

A titán fontos kémiai formái közé tartozik a fém és ötvözetei, az oxidok, halogenidek és koordinációs vegyületek. A változó oxidációs állapotok gyakoriak, mert az s- és d-elektronok energiája hasonló, a fémion körüli ligandumok pedig erősen módosíthatják a színt, mágnesességet és reakciókészséget.

Fizikai viselkedés

Halmazállapot és fázisátalakulások

A referencia szerinti halmazállapot szobahőmérsékleten szilárd. A megadott sűrűség 4.506 g/cm³. Az olvadáspont 1 943 K (1 670 °C). A forráspont 3 560 K (3 287 °C). A nyomás, a tisztaság és a kristályszerkezet módosíthatja a mért fizikai tulajdonságokat.

Előfordulás és felhasználás

A titán előfordulása és felhasználása

A gyakorlatban a titán többek között a következő területeken jelenik meg: Repülés és űrtechnika, Implantátumok és Pigmentek.

A gyakorlatban

Konkrét felhasználási példák

Repülés és űrtechnika

A titán ott használható, ahol kis tömeg, nagy szilárdság, hőállóság vagy speciális elektronikai és optikai tulajdonságok fontosak.

Implantátumok

A titán korrózióállósága, szilárdsága és biokompatibilitása miatt egyes orvosbiológiai anyagokban használható.

Pigmentek

A titán vegyületei tartós színt vagy meghatározott optikai tulajdonságokat adhatnak festékeknek, kerámiáknak, műanyagoknak vagy üvegnek.

Helye a periódusos rendszerben

Mit mutatnak a szomszédos elemek

A titán a 4. periódus 4. csoportjában található. A bemutatott környezetben szkandium és vanádium között helyezkedik el ugyanabban a periódusban; cirkónium közvetlenül alatta található ugyanabban a csoportban. Ezek a helyzetek lehetővé teszik az atomméret, az ionizációs energia és a kötési viselkedés összehasonlítását a közeli elemekkel.

Referenciaadatok

Fizikai és atomi tulajdonságok

Besorolásátmenetifém

Halmazállapot szobahőmérsékletenszilárd

Elektronhéjak2 · 8 · 10 · 2

Sűrűség4.506 g/cm³

Olvadáspont1 943 K (1 670 °C)

Forráspont3 560 K (3 287 °C)

Pauling-féle elektronegativitás1.54

Első ionizációs energia658.8 kJ/mol

Elektronaffinitás7.289 kJ/mol

Az értékek az elemre, illetve ahol értelmezhető, a semleges atomra vonatkoznak. A fizikai adatok függhetnek az allotróp módosulattól, a nyomástól és a mérési körülményektől.

Történet

Felfedezés és azonosítás

A titán felfedezését William Gregor nevéhez kötik. Az elem felismerése, tiszta mintájának izolálása és modern rendszámának meghatározása nem feltétlenül ugyanabban az időpontban történt.

Izotópok és atomtömeg

Hogyan befolyásolja az izotópösszetétel az értékeket

A standard atomtömeg 47.867(1). Ez az érték a természetes földi anyag izotópösszetételére vonatkozik, nem egyetlen konkrét atom tömegére.

A titán legalább egy stabil izotóppal rendelkezik. Az izotópok protonszáma azonos, ezért ugyanahhoz az elemhez tartoznak, neutronszámuk és atomtömegük azonban különbözik.

Biztonság

Kezelés és expozíció

A titán veszélyei a kémiai formától, a dózistól és az expozíció útjától függenek. Az elemi titán, ionjai és vegyületei nagyon eltérő biológiai és környezeti hatásúak lehetnek, ezért mindig a ténylegesen kezelt anyagra vonatkozó biztonsági adatokat kell ellenőrizni.