Titāna ķīmiskās un fizikālās īpašības

Titāns ir spēcīgs metāls, ko izmanto cilvēku implantos, lidmašīnās un daudzos citos izstrādājumos. Šeit ir fakti par šo noderīgo elementu:

• Titāna atomu skaitlis: 22
• Simbols: Ti
• Atomsvars: 47.88
• Atklājums: Viljams Gregors 1791 (Anglija)
• Elektronu konfigurācija: [Ar] 4s² 3d²
• Vārda izcelsme: Latīņu titāni: mitoloģijā Zemes pirmie dēli

Ir zināmi 26 titāna izotopi, sākot no Ti-38 līdz Ti-63. Titānam ir pieci stabili izotopi ar atomu masu 46-50. Visizplatītākais izotops ir Ti-48, kas veido 73,8% no visa dabiskā titāna.

Titānam ir a kušanas punkts no 1660 +/- 10 ° C, viršanas temperatūra 3287 ° C, blīvums 4,54, ar a valence no 2, 3 vai 4. Tīrs titāns ir spožs balts metāls ar mazu blīvumu, augstu izturību un augstu izturību pret koroziju. Tas ir izturīgs pret atšķaidītu sērskābi un sālsskābes, mitra hlora gāze, vairums organisko skābju un hlorīdu šķīdumi. Titāns ir kaļams tikai tad, ja tajā nav skābekļa. Titāns deg gaisā un ir vienīgais elements, kas sadedzina slāpekli.

Titāns ir dimorfs ar sešstūra formu, kas lēnām mainās uz kubisko b formu ap 880 ° C. Metāls apvienojas ar skābekli sarkanā siltuma temperatūrā un ar hloru 550 ° C temperatūrā. Titāns ir tikpat spēcīgs kā tērauds, bet tas ir par 45% vieglāks. Metāls ir par 60% smagāks nekā alumīnijs, taču tas ir divreiz spēcīgāks.

Titāna metāls tiek uzskatīts par fizioloģiski inertu. Tīrs titāna dioksīds ir pietiekami dzidrs, ar ārkārtīgi augstu refrakcijas koeficientu un optisko izkliedi augstāku nekā rombam. Bombardējot ar deuteroniem, dabīgais titāns kļūst ļoti radioaktīvs.

Titāns ir svarīgs leģēšanai ar alumīniju, molibdēnu, dzelzi, mangānu un citiem metāliem. Titāna sakausējumus izmanto situācijās, kad nepieciešama viegla izturība un spēja izturēt galējās temperatūras (piemēram, lietojumos kosmiskajā aviācijā). Titānu var izmantot atsāļošanas iekārtās. Metālu bieži izmanto detaļām, kuras jāpakļauj jūras ūdenim. Lai nodrošinātu katodisko korozijas aizsardzību no jūras ūdens, var izmantot titāna anodu, kas pārklāts ar platīnu.

Tā kā titāna metālam tas ir inerts ķermenī, tam ir ķirurģiskas iespējas. Titāna dioksīdu izmanto mākslīgo dārgakmeņu izgatavošanai, kaut arī iegūtais akmens ir samērā mīksts. Zvaigžņu safīru un rubīnu asterisms ir TiO klātbūtnes rezultāts₂. Titāna dioksīdu izmanto māju krāsošanai un mākslinieku krāsām. Krāsa ir noturīga un nodrošina labu pārklājumu. Tas ir lielisks infrasarkanā starojuma atstarotājs. Krāsa tiek izmantota arī saules observatorijās.

Vislielāko elementa izmantošanu izmanto titāna oksīda pigmenti. Titāna oksīds tiek izmantots dažos kosmētikos, lai izkliedētu gaismu. Stikla apūdeņošanai izmanto titāna tetrahlorīdu. Tā kā savienojums stipri izplūst gaisā, to izmanto arī dūmu ekrānu ražošanai.

Titāns ir 9. vietā bagātīgs elements zemes garozā. Gandrīz vienmēr tas atrodams nezināmos iežos. Tas notiek rutila, ilmenīta, lodēna un daudzās dzelzs rūdas un titanātos. Titāns ir atrodams ogļu pelnos, augos un cilvēka ķermenī. Titāns ir atrodams saulē un meteorītos. Akmeņi no misijas Apollo 17 uz Mēnesi saturēja līdz 12,1% TiO₂. Iepriekšējo misiju klintis uzrādīja zemāku titāna dioksīda procentuālo daudzumu. Titāna oksīda joslas ir redzamas M tipa zvaigžņu spektros. 1946. gadā Krolls parādīja, ka titānu var ražot komerciāli, reducējot titāna tetrahlorīdu ar magniju.

• Elementu klasifikācija:Pārejas metāls
• Blīvums (g / cc): 4.54
• Kušanas temperatūra (K): 1933
• Vārīšanās punkts (K): 3560
• Izskats: Spīdīgs, tumši pelēks metāls
• Atomu rādiuss (pm): 147
• Atomu skaļums (cc / mol): 10.6
• Kovalentais rādiuss (pm): 132
• Joniskais rādiuss: 68 (+ 4e) 94 (+ 2e)
• Īpašs karstums (@ 20 ° C J / g mol): 0.523
• Kausēšanas karstums (kJ / mol): 18.8
• Iztvaikošanas siltums (kJ / mol): 422.6
• Debye temperatūra (K): 380.00
• Neitralitātes skaitlis Pauling: 1.54
• Pirmā jonizējošā enerģija (kJ / mol): 657.8
• Oksidācijas stāvokļi: 4, 3
• Režģa struktūra: 1.588
• Lattice Constant (Å): 2.950
• CAS reģistra numurs: 7440-32-6

• Titāns tika atklāts melnajās smiltīs, kas pazīstamas kā ilmenīts. Ilmenīts ir dzelzs oksīdu un titāna oksīdu maisījums.
• Viljams Gregors bija Mannacan draudzes mācītājs, kad viņš atklāja titānu. Savu jauno metālu viņš nosauca par “manaccanite”.
• Vācu ķīmiķis Martins Klaprots no jauna atklāja Gregora jauno metālu un nosauca to par titānu pēc Titāniem - grieķu zemes mitoloģiskajām būtnēm. Nosaukumu “titāns” deva priekšroku un galu galā pieņēma citi ķīmiķi, taču atzina Gregoru par sākotnējo atklājēju.
• Tīrs titāna metāls tika izdalīts līdz 1910. gadam Metjū Hunters - 119 gadus pēc tā atklāšanas.
• Aptuveni 95% no visa titāna tiek izmantoti titāna dioksīda TiO ražošanā₂. Titāna dioksīds ir ārkārtīgi spilgti balts pigments, ko izmanto krāsās, plastmasās, zobu pastā un papīrā.
• Titāns tiek izmantots medicīniskās procedūrās, jo tas organismā nav toksisks un nereaģē.

• Los Alamos Nacionālā laboratorija (2001)
• Crescent Chemical Company (2001)
• Langes ķīmijas rokasgrāmata (1952)
• CRC Ķīmijas un fizikas rokasgrāmata (18. izdevums)
• Starptautiskās atomenerģijas aģentūras ENSDF datu bāze (2010. gada oktobris)