Химический элемент · справочная страница

22Ti

Титан

Титан (Ti) — химический элемент с атомным номером 22. Он расположен в периоде 4, группа 4, d-блоке. При комнатной температуре это твёрдое вещество. Атомный номер равен числу протонов в ядре и однозначно определяет элемент.

Атомный номер22

Стандартная атомная масса47.867(1)

Группа4

Период4

Блокd

Электронная конфигурация[Ar] 3d2 4s2

Электронная структура

Что определяет химические свойства

Титан относится к d-блоку. Близкие энергии s- и d-электронов делают возможными несколько степеней окисления и разнообразную координационную химию.

Конфигурацию [Ar] 3d2 4s2 важно рассматривать вместе со степенью окисления: изменение заполнения d-орбиталей влияет на цвет, магнетизм, тип связей и реакционную способность.

Химические формы

Соединения, ионы и материалы

Титан: важные химические формы включают металлическое состояние и сплавы, оксиды, галогениды и координационные соединения. Возможность нескольких степеней окисления связана в том числе с близкими энергиями s- и d-электронов.

Физические свойства

Состояние и фазовые переходы

При комнатной температуре элемент находится в твёрдом состоянии. Плотность: 4.506 g/cm³. Температура плавления: 1 943 K (1 670 °C). Температура кипения: 3 560 K (3 287 °C). Измеряемые физические величины могут зависеть от давления, чистоты образца и кристаллической структуры.

Распространённость и применение

Где встречается и как применяется титан?

На практике Титан применяется прежде всего в таких областях, как Аэрокосмическая техника, Имплантаты и Пигменты. Конкретная роль зависит от химической формы элемента и свойства, которое требуется использовать.

На практике

Примеры реального применения

Аэрокосмическая техника

В области «Аэрокосмическая техника» применяют элемент «Титан» или его соединения, используя подходящие химические, физические или изотопные свойства; конкретная роль зависит от материала и конструкции.

Имплантаты

Элемент «Титан», его определённые соединения или изотопы находят применение в медицине, диагностике, имплантационных материалах или биологических процессах.

Пигменты

Соединения элемента «Титан» используют для получения цвета, свечения или изображения благодаря их взаимодействию со светом, теплом или электронами.

Положение в таблице

Что показывают соседние элементы

Титан находится в периоде 4, группе 4 и d-блоке; классификация: переходный металл. Сравнение с элементами той же группы показывает сходство валентной электронной структуры, а движение по периоду — закономерные изменения радиуса, энергии ионизации, электроотрицательности и характера связей.

Справочные данные

Физические и атомные свойства

Классификацияпереходный металл

Состояние при комнатной температуретвёрдое

Электронные оболочки2 · 8 · 10 · 2

Плотность4.506 g/cm³

Температура плавления1 943 K (1 670 °C)

Температура кипения3 560 K (3 287 °C)

Электроотрицательность по Полингу1.54

Первая энергия ионизации658.8 kJ/mol

Сродство к электрону7.289 kJ/mol

Значения относятся к элементу или нейтральному атому там, где это уместно. Физические величины могут зависеть от аллотропной формы, давления, чистоты и условий измерения.

История

Открытие и идентификация

Титан: история изучения включает распознавание химической индивидуальности, выделение или получение вещества и последующее точное описание как элемента с атомным номером 22.

Изотопы и атомная масса

Как изотопный состав влияет на значения

Стандартная атомная масса равна 47.867(1). Это не масса одного конкретного атома, а взвешенное среднее, соответствующее типичному изотопному составу природного вещества.

Титан имеет как минимум один стабильный изотоп. Все изотопы имеют одинаковое число протонов, но различаются числом нейтронов и массой атома.

Безопасность

Обращение и воздействие

Риски при работе с элементом «Титан» зависят от химической формы, дозы и пути воздействия. Чистый элемент, его ионы и соединения могут существенно различаться по биологическому и экологическому действию, поэтому ориентируются на данные для конкретного вещества.