Ķīmiskais elements · uzziņu lapa

22Ti

Titāns

Titāns ir ķīmiskais elements ar atomnumuru 22 un simbolu Ti; tas atrodas 4. periodā, 4. grupā un d blokā. Atsauces agregātstāvoklis istabas temperatūrā — ciets. Elektronu konfigurācija: [Ar] 3d2 4s2.

Atomnumurs22

Standarta atommasa47.867(1)

Grupa4

Periods4

Bloksd

Elektronu konfigurācija[Ar] 3d2 4s2

Elektroniskā uzbūve

Kas nosaka tā ķīmiju

Šī elementa ķīmijā piedalās d apakšlīmenis. Pārejas metāli saitēs var izmantot līdzīgas enerģijas elektronus, tāpēc d blokā bieži sastopamas mainīgas oksidēšanās pakāpes, koordinācijas savienojumi un katalītiskas īpašības.

Elektronu konfigurācija [Ar] 3d2 4s2 jāskata kopā ar savienojuma oksidēšanās pakāpi: atņemot elektronus, mainās aizpildītās d orbitāles, tāpēc var mainīties krāsa, magnētisms, saišu veidošanās un reaģētspēja.

Ķīmiskās formas

Savienojumi, joni un materiāli

Svarīgas šī elementa ķīmiskās formas ir metāls un sakausējumi, oksīdi, halogenīdi un koordinācijas savienojumi. Mainīgas oksidēšanās pakāpes ir biežas, jo s un d elektronu enerģijas ir līdzīgas, bet ligandi ap metāla jonu var būtiski mainīt krāsu, magnētismu un reaģētspēju.

Fizikālās īpašības

Agregātstāvoklis un fāžu pārejas

Atsauces agregātstāvoklis istabas temperatūrā ir ciets. Norādītais blīvums ir 4.506 g/cm³. Kušanas temperatūra ir 1 943 K (1 670 °C). Viršanas temperatūra ir 3 560 K (3 287 °C). Spiediens, tīrība un kristāliskā struktūra var mainīt izmērītās fizikālās īpašības.

Sastopamība un lietojums

Kur sastopams un kā tiek izmantots titāns

Praksē šis elements sastopams tādās jomās kā aviācija un kosmoss, implanti un pigmenti.

Praksē

Reāli lietojuma piemēri

Aviācija un kosmoss

Šo elementu izmanto tur, kur svarīga ir maza masa, stiprība, karstumizturība vai īpašas elektroniskas un optiskas īpašības.

Implanti

Šo elementu izmanto biomedicīniskos materiālos, kas izvēlēti izturības pret koroziju, stiprības un saderības ar organismu dēļ.

Pigmenti

Šī elementa savienojumi nodrošina noturīgas krāsas vai optiskās īpašības krāsās, keramikā, plastmasā vai stiklā.

Vieta periodiskajā sistēmā

Ko parāda kaimiņu elementi

Titāns atrodas 4. periodā un 4. grupā. Šeit parādītajā apkārtnē: Tajā pašā periodā pa kreisi un pa labi atrodas skandijs un vanādijs; tajā pašā grupā tieši zem tā atrodas cirkonijs. Šīs pozīcijas ļauj salīdzināt atoma izmēru, jonizācijas enerģiju un ķīmisko saišu raksturu ar kaimiņu elementiem.

Atsauces dati

Fizikālās un atomārās īpašības

Klasifikācijapārejas metāls

Agregātstāvoklis istabas temperatūrāciets

Elektronu čaulas2 · 8 · 10 · 2

Blīvums4.506 g/cm³

Kušanas temperatūra1 943 K (1 670 °C)

Viršanas temperatūra3 560 K (3 287 °C)

Elektronegativitāte pēc Polinga1.54

Pirmā jonizācijas enerģija658.8 kJ/mol

Elektronu afinitāte7.289 kJ/mol

Ja vien nav norādīts citādi, vērtības raksturo elementu vai neitrālu atomu. Fizikālie dati var būt atkarīgi no alotropiskās formas, spiediena un mērījumu apstākļiem.

Vēsture

Atklāšana un identificēšana

Elementa atklāšana ir saistīta ar William Gregor. Elementa atpazīšana, tīra parauga izolēšana un mūsdienu atomnumura piešķiršana ne vienmēr notika vienlaikus.

Izotopi un atommasa

Kā izotopu sastāvs maina skaitliskās vērtības

Standarta atommasa ir 47.867(1). Šī vērtība raksturo dabiskā Zemes materiāla izotopu sastāvu, nevis viena konkrēta atoma masu.

Šim elementam ir vismaz viens stabils izotops. Dažādiem izotopiem ir vienāds protonu skaits un tāpēc viena un tā pati elementa identitāte, bet atšķirīgs neitronu skaits un atommasa.

Drošība

Darbs ar vielu un iedarbība

Ar šo elementu saistītie riski ir atkarīgi no ķīmiskās formas, devas un iedarbības ceļa. Tīram elementam, tā joniem un savienojumiem var būt ļoti atšķirīga bioloģiskā un vides ietekme, tāpēc jāpārbauda drošības dati par konkrēto izmantoto vielu.