Радиусы атомов элементов | Формулы и расчеты онлайн

Азот радиус атома азота	56 · 10 − 12 (Метр)
Алюминий радиус атома алюминия	118 · 10 − 12 (Метр)
Аргон радиус атома аргона	71 · 10 − 12 (Метр)
Астатин радиус атома астатина	127 · 10 − 12 (Метр)
Барий радиус атома бария	253 · 10 − 12 (Метр)
Бериллий радиус атома бериллия	112 · 10 − 12 (Метр)
Бор радиус атома бора	87 · 10 − 12 (Метр)
Бром радиус атома брома	94 · 10 − 12 (Метр)
Ванадий радиус атома ванадия	171 · 10 − 12 (Метр)
Висмут радиус атома висмута	143 · 10 − 12 (Метр)
Водород радиус атома водорода	53 · 10 − 12 (Метр)
Вольфрам радиус атома вольфрама	193 · 10 − 12 (Метр)
Гадолиний радиус атома гадолиния	233 · 10 − 12 (Метр)
Галлий радиус атома галлия	136 · 10 − 12 (Метр)
Гафний радиус атома гафния	208 · 10 − 12 (Метр)
Гелий радиус атома гелия	31 · 10 − 12 (Метр)
Германий радиус атома германия	125 · 10 − 12 (Метр)
Гольмий радиус атома гольмия	226 · 10 − 12 (Метр)
Диспрозий радиус атома диспрозия	228 · 10 − 12 (Метр)
Европий радиус атома европия	231 · 10 − 12 (Метр)
Железо радиус атома железа	156 · 10 − 12 (Метр)
Золото радиус атома золота	174 · 10 − 12 (Метр)
Индий радиус атома индия	156 · 10 − 12 (Метр)
Иридий радиус атома иридия	180 · 10 − 12 (Метр)
Иттербий радиус атома иттербия	222 · 10 − 12 (Метр)
Иттрий радиус атома иттрия	212 · 10 − 12 (Метр)
Йод радиус атома йода	115 · 10 − 12 (Метр)
Кадмий радиус атома кадмия	161 · 10 − 12 (Метр)
Калий радиус атома калия	243 · 10 − 12 (Метр)
Кальций радиус атома кальция	194 · 10 − 12 (Метр)
Кислород радиус атома кислорода	48 · 10 − 12 (Метр)
Кобальт радиус атома кобальта	152 · 10 − 12 (Метр)
Кремний радиус атома кремния	111 · 10 − 12 (Метр)
Криптон радиус атома криптона	88 · 10 − 12 (Метр)
Ксенон радиус атома ксенона	108 · 10 − 12 (Метр)
Литий радиус атома лития	167 · 10 − 12 (Метр)
Лютеций радиус атома лютеция	217 · 10 − 12 (Метр)
Магний радиус атома магния	145 · 10 − 12 (Метр)
Марганец радиус атома марганца	161 · 10 − 12 (Метр)
Медь радиус атома меди	145 · 10 − 12 (Метр)
Молибден радиус атома молибдена	190 · 10 − 12 (Метр)
Мышьяк радиус атома мышьяка	114 · 10 − 12 (Метр)
Натрий радиус атома натрия	190 · 10 − 12 (Метр)
Неодим радиус атома неодима	206 · 10 − 12 (Метр)
Неон радиус атома неона	38 · 10 − 12 (Метр)
Никель радиус атома никеля	149 · 10 − 12 (Метр)
Ниобий радиус атома ниобия	1

Титан (элемент) — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Титан.

Внешний вид простого вещества
Стержень, состоящий из титановых кристаллов высокой чистоты
Свойства атома
Название, символ, номер	Тита́н / Titanium (Ti), 22
Атомная масса (молярная масса)	47,867(1)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Ar] 3d2 4s2
Радиус атома	147 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	132 пм
Радиус иона	(+4e)68 (+2e)94 пм
Электроотрицательность	1,54 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	−1,63
Степени окисления	2, 3, 4
Энергия ионизации (первый электрон)	657,8 (6,8281[2]) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	4,54 г/см³
Температура плавления	1670 °C 1943 K
Температура кипения	3560 K
Уд. теплота плавления	18,8 кДж/моль
Уд. теплота испарения	422,6 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	25,1[3] Дж/(K·моль)
Молярный объём	10,6 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	гексагональная плотноупакованная (α-Ti)
Параметры решётки	a=2,951 с=4,697 (α-Ti)
Отношение c/a	1,587
Температура Дебая	380 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 21,9 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-32-6

Тита́н — химический элемент с атомным номером 22^[4]. Принадлежит к 4-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к побочной подгруппе IV группы, или к группе IVB), находится в четвёртом периоде таблицы. Атомная масса элемента 47,867(1) а. е. м.^[1]. Обозначается символом Ti. Простое вещество титан — лёгкий прочный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой коррозионной стойкостью.

История

Открытие TiO₂ (диоксида титана) сделали практически одновременно и независимо друг от друга англичанин У. Грегор и немецкий химик М. Г. Клапрот. У. Грегор, исследуя состав магнитного железистого песка (Крид, Корнуолл, Англия, 1791), выделил новую «землю» (оксид) неизвестного металла, которую назвал менакеновой. В 1795 г. немецкий химик Клапрот открыл в минерале рутиле новый элемент и назвал его титаном. Спустя два года Клапрот установил, что рутил и менакеновая земля — оксиды одного и того же элемента, за которым и осталось название «титан», предложенное Клапротом. Через 10 лет открытие титана состоялось в третий раз. Французский учёный Л. Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные оксиды титана.

Первый образец металлического титана получил в 1825 году Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркел и И. де Бур в 1925 году термическим разложением паров иодида титана TiI₄.

Титан не находил промышленного применения, пока Г. Кролл (англ.)русск. в 1940 году не запатентовал простой магниетермический метод восстановления металлического титана из тетрахлорида; этот метод (процесс Кролла (англ.)русск.) до настоящего времени остаётся одним из основных в промышленном получении титана.

Происхождение названия

Металл получил своё название в честь титанов, персонажей древнегреческой мифологии, детей Геи. Название элементу дал Мартин Клапрот в соответствии со своими взглядами на химическую номенклатуру в противовес французской химической школе, где элемент старались называть по его химическим свойствам. Поскольку немецкий исследователь сам отметил невозможность определения свойств нового элемента только по его оксиду, он подобрал для него имя из мифологии, по аналогии с открытым им ранее ураном.

Нахождение в природе

Титан находится на 10-м месте по распространённости в природе. Содержание в земной коре — 0,57 % по массе, в морской воде — 0,001 мг/л^[5]. В ультраосновных породах 300 г/т, в основных — 9 кг/т, в кислых 2,3 кг/т, в глинах и сланцах 4,5 кг/т. В земной коре титан почти всегда четырёхвалентен и присутствует только в кислородных соединениях. В свободном виде не встречается. Титан в условиях выветривания и осаждения имеет геохимическое сродство с Al

2O₃. Он концентрируется в бокситах коры выветривания и в морских глинистых осадках. Перенос титана осуществляется в виде механических обломков минералов и в виде коллоидов. До 30 % TiO₂ по весу накапливается в некоторых глинах. Минералы титана устойчивы к выветриванию и образуют крупные концентрации в россыпях. Известно более 100 минералов, содержащих титан. Важнейшие из них: рутил TiO₂, ильменит FeTiO₃, титаномагнетит FeTiO₃ + Fe₃O₄, перовскит CaTiO₃, титанит (сфен) CaTiSiO₅. Различают коренные руды титана — ильменит-титаномагнетитовые и россыпные — рутил-ильменит-цирконовые^[3].

Месторождения

Крупные коренные месторождения титана находятся на территории ЮАР, России, Украины, Канады, США, Китая, Норвегии, Швеции, Египта, Австралии, Индии, Южной Кореи, Казахстана; россыпные месторождения имеются в Бразилии, Индии, США, Сьерра-Леоне, Австралии

[6]^[3]. В странах СНГ ведущее место по разведанным запасам титановых руд занимает РФ (58,5 %) и Украина (40,2 %)^[7]. Крупнейшее месторождение в России — Ярегское.

Запасы и добыча

Основные руды: ильменит (FeTiO₃), рутил (TiO₂), титанит (CaTiSiO₅).

По данным на 2002 год, 90 % добываемого титана использовалось на производство диоксида титана TiO₂. Мировое производство диоксида титана составляло 4,5 млн т. в год. Подтверждённые запасы диоксида титана (без России) составляют около 800 млн т. На 2006 год, по оценке Геологической службы США, в пересчёте на диоксид титана и без учёта России, запасы ильменитовых руд составляют 603—673 млн т., а рутиловых — 49,7—52,7 млн т^[8]. Таким образом, при нынешних темпах добычи мировых разведанных запасов титана (без учёта России) хватит более чем на 150 лет.

Россия обладает вторыми в мире, после Китая, запасами титана. Минерально-сырьевую базу титана России составляют 20 месторождений (из них 11 коренных и 9 россыпных), достаточно равномерно рассредоточенных по территории страны. Самое крупное из разведанных месторождений (Ярегское) находится в 25 км от города Ухта (Республика Коми). Запасы месторождения оцениваются в 2 миллиарда тонн руды со средним содержанием диоксида титана около 10 %

[9].

Крупнейший в мире производитель титана — российская компания «ВСМПО-АВИСМА»^[10].

Получение

Как правило, исходным материалом для производства титана и его соединений служит диоксид титана со сравнительно небольшим количеством примесей. В частности, это может быть рутиловый концентрат, получаемый при обогащении титановых руд. Однако запасы рутила в мире весьма ограничены, и чаще применяют так называемый синтетический рутил или титановый шлак, получаемые при переработке ильменитовых концентратов. Для получения титанового шлака ильменитовый концентрат восстанавливают в электродуговой печи, при этом железо отделяется в металлическую фазу (чугун), а невосстановленные оксиды титана и примесей образуют шлаковую фазу. Богатый шлак перерабатывают хлоридным или сернокислотным способом.

Концентрат титановых руд подвергают сернокислотной или пирометаллургической переработке. Продукт сернокислотной обработки — порошок диоксида титана TiO₂. Пирометаллургическим методом руду спекают с коксом и обрабатывают хлором, получая пары тетрахлорида титана TiCl₄:

TiO2+2C+2Cl2→TiCl4+2CO{\displaystyle {\mathsf {TiO_{2}+2C+2Cl_{2}\rightarrow TiCl_{4}+2CO}}}

Образующиеся пары TiCl₄ при 850 °C восстанавливают магнием:

TiCl4+2Mg→2MgCl2+Ti{\displaystyle {\mathsf {TiCl_{4}+2Mg\rightarrow 2MgCl_{2}+Ti}}}

Кроме этого, в настоящее время начинает получать популярность так называемый процесс FFC Cambridge, названный по именам его разработчиков Дерека Фрэя, Тома Фартинга и Джорджа Чена и Кембриджского университета, где он был создан. Этот электрохимический процесс позволяет осуществлять прямое непрерывное восстановление титана из оксида в расплаве смеси хлорида кальция и негашёной извести (оксида кальция). В этом процессе используется электролитическая ванна, наполненная смесью хлорида кальция и извести, с графитовым расходуемым (либо нейтральным) анодом и катодом, изготовленным из подлежащего восстановлению оксида. При пропускании через ванну тока температура быстро достигает ~1000—1100 °C, и расплав оксида кальция разлагается на аноде на кислород и металлический кальций:

2CaO→2Ca+O2{\displaystyle {\mathsf {2CaO\rightarrow 2Ca+O_{2}}}}

Полученный кислород окисляет анод (в случае использования графита), а кальций мигрирует в расплаве к катоду, где и восстанавливает из оксида титан:

O2+C→CO2{\displaystyle {\mathsf {O_{2}+C\rightarrow CO_{2}}}}

TiO2+2Ca→Ti+2CaO{\displaystyle {\mathsf {TiO_{2}+2Ca\rightarrow Ti+2CaO}}}

Образующийся оксид кальция вновь диссоциирует на кислород и металлический кальций, и процесс повторяется вплоть до полного преобразования катода в титановую губку либо исчерпания оксида кальция. Хлорид кальция в данном процессе используется как электролит для придания электропроводности расплаву и подвижности активным ионам кальция и кислорода. При использовании инертного анода (например, диоксида олова), вместо углекислого газа на аноде выделяется молекулярный кислород, что меньше загрязняет окружающую среду, однако процесс в таком случае становится менее стабильным, и, кроме того, в некоторых условиях более энергетически выгодным становится разложение хлорида, а не оксида кальция, что приводит к высвобождению молекулярного хлора.

Полученную титановую «губку» переплавляют и очищают. Рафинируют титан иодидным способом или электролизом, выделяя Ti из TiCl₄. Для получения титановых слитков применяют дуговую, электронно-лучевую или плазменную переработку.

Физические свойства

Титан — лёгкий серебристо-белый металл. При нормальном давлении существует в двух кристаллических модификациях: низкотемпературный α-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой (гексагональная сингония,  пространственная группа C6mmc, параметры ячейки a = 0,2953 нм, c = 0,4729 нм, Z = 2) и высокотемпературный β-Ti с кубической объёмно-центрированной упаковкой (кубическая сингония,  пространственная группа Im3m, параметры ячейки a = 0,3269 нм, Z = 2), температура перехода α↔β 883 °C, теплота перехода ΔH=3,8 кДж/моль^[3] (87,4 кДж/кг^[11]). Большинство металлов при растворении в титане стабилизируют β-фазу и снижают температуру перехода α↔β^[3]. При давлении выше 9 ГПа и температуре выше 900 °C титан переходит в гексагональную фазу (ω-Ti)^[11]. Плотность α-Ti и β-Ti соответственно равна 4,505 г/см³ (при 20 °C) и 4,32 г/см³ (при 900 °C)^[3]. Атомная плотность α-титана 5,67·10²² ат/см³^[12][13].

Температура плавления титана при нормальном давлении равна 1670 ± 2 °C, или 1943 ± 2 К (принята в качестве одной из вторичных калибровочных точек температурной шкалы ITS-90 (англ.)русск.)^[2]. Температура кипения 3287 °C^[2]. При достаточно низкой температуре (-80°C)^[2] , титан становится довольно хрупким. Молярная теплоёмкость при нормальных условиях C_p = 25,060 кДж/(моль·K), что соответствует удельной теплоёмкости 0,523 кДж/(кг·K)^[2]. Теплота плавления 15 кДж/моль^[11], теплота испарения 410 кДж/моль^[11]. Характеристическая дебаевская температура 430 К^[11]. Теплопроводность 21,9 Вт/(м·К) при 20 °C^[11]. Температурный коэффициент линейного расширения 9,2·10⁻⁶ К⁻¹ в интервале от −120 до +860 °C^[11]. Молярная энтропия α-титана S⁰ = 30,7 кДж/(моль·К)^[2]. Для титана в газовой фазе энтальпия формирования ΔH0
f = 473,0 кДж/моль, энергия Гиббса ΔG0
f = 428,4 кДж/моль, молярная энтропия S⁰ = 180,3 кДж/(моль·К), теплоёмкость при постоянном давлении C_p = 24,4 кДж/(моль·K)^[2]

Удельное электрическое сопротивление при 20 °C составляет 0,58 мкОм·м^[11] (по другим данным 0,42 мкОм·м^[3]), при 800 °C 1,80 мкОм·м^[3]. Температурный коэффициент сопротивления 0,003 К⁻¹ в диапазоне 0…20 °C^[11].

Пластичен, сваривается в инертной атмосфере. Прочностные характеристики мало зависят от температуры, однако сильно зависят от чистоты и предварительной обработки^[3]. Для технического титана твёрдость по Виккерсу составляет 790—800 МПа, модуль нормальной упругости 103 ГПа, модуль сдвига 39,2 ГПа^[11]. У высокочистого предварительно отожжённого в вакууме титана предел текучести 140—170 МПа, относительное удлинение 55—70%, твёрдость по Бринеллю 716 МПа^[3].

Имеет высокую вязкость, при механической обработке склонен к налипанию на режущий инструмент, и поэтому требуется нанесение специальных покрытий на инструмент, различных смазок.

При обычной температуре покрывается защитной пассивирующей плёнкой оксида TiO₂, благодаря этому коррозионностоек в большинстве сред (кроме щелочной).

Температура перехода в сверхпроводящее состояние 0,387 К. При температурах выше 73 кельвин титан парамагнитен. Магнитная восприимчивость при 20 °C составляет 3,2·10^−6[3]. Постоянная Холла α-титана равна +1,82·10^−13[3].

Химические свойства

Устойчив к коррозии благодаря оксидной плёнке, но при измельчении в порошок, а также в тонкой стружке или проволоке титан пирофорен^[3]. Титановая пыль имеет свойство взрываться. Температура вспышки — 400 °C. Титановая стружка пожароопасна.

Титан устойчив к разбавленным растворам многих кислот и щелочей (кроме HF, H₃PO₄ и концентрированной H₂SO₄). Титан устойчив к влажному хлору и водным растворам хлора^[2].

Легко реагирует даже со слабыми кислотами в присутствии комплексообразователей, например, с плавиковой кислотой HF он взаимодействует благодаря образованию комплексного аниона [TiF₆]²⁻. Титан наиболее подвержен коррозии в органических средах, так как в присутствии воды на поверхности титанового изделия образуется плотная пассивная пленка из оксидов и гидрида титана. Наиболее заметное повышение коррозионной стойкости титана заметно при повышении содержания воды в агрессивной среде с 0,5 до 8,0 %, что подтверждается электрохимическими исследованиями электродных потенциалов титана в растворах кислот и щелочей в смешанных водно-органических средах^[14].

При нагревании на воздухе до 1200 °C Ti загорается ярким белым пламенем с образованием оксидных фаз переменного состава TiO_x. Из растворов солей титана осаждается гидроксид TiO(OH)₂·xH₂O, осторожным прокаливанием которого получают оксид TiO₂. Гидроксид TiO(OH)₂·xH₂O и диоксид TiO₂амфотерны.

TiO₂ взаимодействует с серной кислотой при длительном кипячении. При сплавлении с содой Na₂CO₃ или поташом K₂CO₃ оксид TiO₂ образует титанаты:

TiO2+K2CO3→K2TiO3+CO2{\displaystyle {\mathsf {TiO_{2}+K_{2}CO_{3}\rightarrow K_{2}TiO_{3}+CO_{2}}}}

При нагревании Ti взаимодействует с галогенами (например, с хлором — при 550 °C^[2]). Тетрахлорид титана TiCl₄ при обычных условиях — бесцветная жидкость, сильно дымящая на воздухе, что объясняется гидролизом TiCl₄, содержащимися в воздухе парами воды и образованием мельчайших капелек HCl и взвеси гидроксида титана.

Восстановлением TiCl₄водородом, алюминием, кремнием, другими сильными восстановителями, получен трихлорид и дихлорид титана TiCl₃ и TiCl₂ — твёрдые вещества, обладающие сильными восстановительными свойствами. Ti взаимодействует с Br₂ и I₂.

С азотом N₂ выше 400 °C титан образует нитрид Ti_xN_x = (Ti₂₅N₁₃ — TiN). Титан — единственный элемент, который горит в атмосфере азота^[2].

При взаимодействии титана с углеродом образуется карбид титана Ti_xC_x(x = Ti₂₀C₉ — TiC.

При нагревании Ti поглощает H₂ с образованием соединения переменного состава Ti_xH_x(x = Ti₁₀H₁₃ — TiH₂. При нагревании эти гидриды разлагаются с выделением H₂.

Титан образует сплавы и интерметаллические соединения со многими металлами.

Применение

В чистом виде и в виде сплавов

Часы из титанового сплава Заготовка титанового шпангоута истребителя F-15 до и после прессования на штамповочном прессе компании Alcoa усилием 45 тыс. тонн, май 1985

Использование металлического титана во многих отраслях промышленности обусловлено тем, что его прочность примерно равна прочности стали при том, что он на 45 % легче. Титан на 60 % тяжелее алюминия, но прочнее его примерно вдвое^[2].

• Титан в виде сплавов является важнейшим конструкционным материалом в авиа- и ракетостроении, в кораблестроении.
• Металл применяется в химической промышленности (реакторы, трубопроводы, насосы, трубопроводная арматура), военной промышленности (бронежилеты, броня и противопожарные перегородки в авиации, корпуса подводных лодок), промышленных процессах (опреснительных установках, процессах целлюлозы и бумаги), автомобильной промышленности, сельскохозяйственной промышленности, пищевой промышленности, спортивных товарах, ювелирных изделиях, мобильных телефонах, лёгких сплавах и т. д.
• Титан является физиологически инертным^[2], благодаря чему применяется в медицине (протезы, остеопротезы, зубные имплантаты), в стоматологических и эндодонтических инструментах, украшениях для пирсинга.
• Титановое литьё выполняют в вакуумных печах в графитовые формы. Также используется вакуумное литьё по выплавляемым моделям. Из-за технологических трудностей в художественном литье используется ограниченно. Первой в мировой практике монументальной литой скульптурой из титана является памятник Юрию Гагарину на площади его имени в Москве^[15].
• Титан является легирующей добавкой во многих легированных сталях и большинстве спецсплавов^{[каких?]}.
• Нитинол (никель-титан) — сплав, обладающий памятью формы, применяемый в медицине и технике.
• Алюминиды титана являются очень стойкими к окислению и жаропрочными, что, в свою очередь, определило их использование в авиации и автомобилестроении в качестве конструкционных материалов.
• Титан является одним из наиболее распространённых геттерных материалов, используемых в высоковакуумных насосах.

Существует множество титановых сплавов с различными металлами. Легирующие элементы разделяют на три группы, в зависимости от их влияния на температуру полиморфного превращения: на бета-стабилизаторы, альфа-стабилизаторы и нейтральные упрочнители. Первые понижают температуру превращения, вторые повышают, третьи не влияют на неё, но приводят к растворному упрочнению матрицы. Примеры альфа-стабилизаторов: алюминий, кислород, углерод, азот. Бета-стабилизаторы: молибден, ванадий, железо, хром, никель. Нейтральные упрочнители: цирконий, олово, кремний. Бета-стабилизаторы, в свою очередь, делятся на бета-изоморфные и бета-эвтектоидообразующие.

Самым распространённым титановым сплавом является сплав Ti-6Al-4V (англ.)русск. (в российской классификации — ВТ6), содержащий около 6% алюминия и около 4% ванадия. По соотношению кристаллических фаз он классифицируется как (α+β)-сплав. На его производство идёт до 50% добываемого титана^[3].

Ферротитан (сплав титана с железом, содержащий 18—25% титана) используют в чёрной металлургии для раскисления стали и удаления растворённых в ней нежелательных примесей (сера, азот, кислород)^[3].

В 1980-х годах около 60-65 % добываемого в мире титана использовалось в строительстве летательных аппаратов и ракет, 15% — в химическом машиностроении, 10% — в энергетике, 8% — в строительстве судов и для опреснителей воды^[3].

В виде соединений

• Белый диоксид титана (TiO₂) используется в красках (например, титановые белила), а также при производстве бумаги и пластика. Пищевая добавка E171.
• Титанорганические соединения (например, тетрабутоксититан) применяются в качестве катализатора и отвердителя в химической и лакокрасочной промышленности.
• Неорганические соединения титана применяются в химической электронной, стекловолоконной промышленности в качестве добавки или покрытий.
• Карбид титана, диборид титана, карбонитрид титана — важные компоненты сверхтвёрдых материалов для обработки металлов.
• Нитрид титана применяется для покрытия инструментов, куполов церквей и при производстве бижутерии, так как имеет цвет, похожий на золото.
• Титанат бария BaTiO₃, титанат свинца PbTiO₃ и ряд других титанатов — сегнетоэлектрики.
• Тетрахлорид титана используется для иридизации стекла и для создания дымовых завес^[2].

Анализ рынков потребления

В 2005 компания Titanium Corporation опубликовала следующую оценку потребления титана в мире:

• 60 % — краска;
• 20 % — пластик;
• 13 % — бумага;
• 7 % — машиностроение.

Цены

Цена титана составляет $5,9-6,0 за килограмм, в зависимости от чистоты^[16].

Чистота и марка чернового титана (титановой губки) обычно определяется по его твёрдости, которая зависит от содержания примесей.

Физиологическое действие

Титан считается физиологически инертным, благодаря чему применяется в протезировании как металл, непосредственно контактирующий с тканями организма. Однако титановая пыль может быть канцерогенной^[2]. Как было сказано выше, титан применяется также в стоматологии. Отличительная черта применения титана заключается не только в прочности, но и способности самого металла сращиваться с костью, что даёт возможность обеспечить квазимонолитность основы зуба.

Изотопы

Природный титан состоит из смеси пяти стабильных изотопов: ⁴⁶Ti (7,95 %), ⁴⁷Ti (7,75 %), ⁴⁸Ti (73,45 %), ⁴⁹Ti (5,51 %), ⁵⁰Ti (5,34 %).

Известны искусственные радиоактивные изотопы ⁴⁵Ti (T_½ = 3,09 ч), ⁵¹Ti (Т_½ = 5,79 мин) и другие.

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Meija J. et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2016. — Vol. 88, no. 3. — P. 265—291. — DOI:10.1515/pac-2015-0305.
2. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14} CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — 2828 p. — ISBN 1420090844.
3. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16} Раков И. Э. Титан // Химическая энциклопедия: в 5 т / Зефиров Н. С. (гл. ред.). — М.: Большая Российская энциклопедия, 1995. — Т. 4: Пол—Три. — С. 590—592. — 639 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.
4. ↑ Таблица Менделеева на сайте ИЮПАК
5. ↑ Riley J.P., Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965.
6. ↑ Месторождение титана.
7. ↑ Месторождение титана.
8. ↑ Ильменит, рутил, титаномагнетит — 2006 г.
9. ↑ Титан. Информационно-аналитический центр «Минерал». Проверено 19 ноября 2010. Архивировано 21 августа 2011 года.
10. ↑ Корпорация ВСМПО-АВИСМА
11. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10} Бердоносов С. С. Титан // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — Т. 4: Пойнтинга — Робертсона — Стримеры. — С. 116. — 704 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-85270-087-8.
12. ↑ Стрельченко С. С., Лебедев В. В. Соединения A³B⁵: Справочник. М.: Металлургия, 1984. 144 с.
13. ↑ Свойства элементов: В 2 ч. Ч. 1. Физические свойства: Справочник/ Под ред. Г. В. Самсонова. М.: Металлургия, 1976. 600 с.
14. ↑ Влияние воды на процесс пассивации титана — 26 Февраля 2015 — Химия и химическая технология в жизни. www.chemfive.ru. Проверено 21 октября 2015.
15. ↑ Искусство литья в XX веке
16. ↑ На мировом рынке титана за последние два месяца цены стабилизировались (обзор)

Ссылки

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Титан

Титан
Атомный номер	22
Внешний вид простого вещества
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	47,88 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	147 пм
Энергия ионизации (первый электрон)	657,8(6,82) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Ar] 3d2 4s2
Химические свойства
Ковалентный радиус	132 пм
Радиус иона	(+4e)68 (+2e)94 пм
Электроотрицательность (по Полингу)	1,54
Электродный потенциал	-1,63
Степени окисления	4, 3
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность	4,54 г/см?
Молярная теплоёмкость	25,1 Дж/(K·моль)
Теплопроводность	21.9 Вт/(м·K)
Температура плавления	1933 K
Теплота плавления	18.8 кДж/моль
Температура кипения	3560 K
Теплота испарения	422,6 кДж/моль
Молярный объём	10,6 см3/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	гексагональная плотноупакованная (?-Ti)
Параметры решётки	a=2,951 с=4,697 (?-Ti) A
Отношение c/a	1,587
Температура Дебая	380 K

Ti	22
47,88
[Ar]3d24s2
Титан

Титан — элемент побочной подгруппы четвёртой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 22. Обозначается символом Ti (лат. Titanium). Простое вещество титан (CAS-номер: 7440-32-6) — лёгкий металл серебристо-белого цвета. Существует в двух кристаллических модификациях: ?-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой, -Ti с кубической объёмно-центрированной упаковкой, температура перехода α↔β 883 °C

История открытия элемента Титан

Схема атома титана

Открытие TiO2 сделали практически одновременно и независимо друг от друга англичанин У. Грегор и немецкий химик М. Г. Клапрот. У. Грегор, исследуя состав магнитного железистого песка (Крид, Корнуолл, Англия, 1789), выделил новую «землю» (окись) неизвестного металла, которую назвал менакеновой. В 1795 г. немецкий химик Клапрот открыл в минерале рутиле новый элемент и назвал его титаном. Спустя два года Клапрот установил, что рутил и менакеновая земля — окислы одного и того же элемента, за которым и осталось название «титан», предложенное Клапротом. Через 10 лет открытие титана состоялось в третий раз. Французский учёный Л. Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные окислы титана.

 

Первый образец металлического титана получил в 1825 году Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркел и И. де Бур в 1925 термическим разложением паров иодида титана TiI4.

Происхождение названия

Металл получил своё название в честь титанов, персонажей древнегреческой мифологии, детей Геи. Название элементу дал Мартин Клапрот, в соответствии со своими взглядами на химическую номенклатуру в противоход французской химической школе, где элемент старались называть по его химическим свойствам. Поскольку немецкий исследователь сам отметил невозможность определения свойств нового элемента только по его оксиду, он подобрал для него имя из мифологии, по аналогии с открытым им ранее ураном.

 

Однако согласно другой версии, публиковавшейся в журнале «Техника-Молодежи» в конце 80-х, новооткрытый металл обязан своим именем не могучим титанам из древнегреческих мифов, а Титании — королеве фей в германской мифологии (жена Оберона в шекспировском «Сне в летнюю ночь»). Такое название связано с необычайной «лёгкостью» (малой плотностью) металла.

Нахождение в природе

Титан находится на 10-м месте по распространённости в природе. Содержание в земной коре 0,57 % по массе. В свободном виде не встречается. Известно более 100 минералов, содержащих титан. Важнейшие из них: рутил TiO₂, ильменит FeTiO₃, титаномагнетит FeTiO₃ + Fe₃O₄, перовскит CaTiO₃, титанит CaTiOSiO₄, танталит (Fe,Mn)²⁺Ta₂O₆ и манганотанталит MnT₂O₆. Различают коренные руды титана — ильменит-титаномагнетитовые и россыпные — рутил-ильменит-цирконовые.

Запасы и добыча

Основные руды: ильменит (FeTiO₃), рутил (TiO₂), титанит (CaTiSiO₅).

На 2002 год, 90 % добываемого титана использовалось на производство диоксида титана TiO₂. Мировое производство диоксида титана составляло 4,5 млн т. в год. Подтвержденные запасы диоксида титана (без России) составляют около 800 млн т.^[2]. На 2006 год, по оценке Геологической службы США, в пересчёте на диоксид титана и без учёта России, запасы ильменитовых руд составляют 603—673 млн т., а рутиловых — 49.7—52.7 млн т. При современных темпах добычи мировых разведанных запасов титана (без учёта России) хватит более чем на 150 лет.

Россия обладает вторыми в мире, после Китая, запасами титана. Минерально-сырьевую базу титана России составляют 20 месторождений (из них 11 коренных и 9 россыпных), достаточно равномерно рассредоточенных по территории страны. Самое крупное из разведанных месторождений находится в 25 км от города Ухта (Республика Коми). Запасы месторождения оцениваются в 2 миллиарда тонн.

Крупнейший в мире производитель титана — российская компания «ВСМПО-АВИСМА».

Получение

Брусок кристаллического титана (чистота 99,995 %, вес ?283 г, длина ?14 см, диаметр ?25 мм), изготовленный на заводе «Уралредмет» иодидным методом ван Аркеля и де Бура

Концентрат титановых руд подвергают сернокислотной или пирометаллургической переработке. Продукт сернокислотной обработки — порошок диоксида титана TiO₂. Пирометаллургическим методом руду спекают с коксом и обрабатывают хлором, получая пары тетрахлорида титана TiCl₄: TiO₂ + 2C + 2Cl₂ =TiCl₄ + 2CO

Образующиеся пары TiCl₄ при 850 °C восстанавливают Mg: TiCl₄+ 2Mg = 2MgCl₂+ Ti

Полученную титановую «губку» переплавляют и очищают. Ильменитовые концентраты восстанавливают в электродуговых печах с последующим хлорированием возникающих титановых шлаков. Рафинируют титан иодидным способом или электролизом, выделяя Ti из TiCl₄. Для получения титановых слитков применяют дуговую, электроннолучевую или плазменную переработку.

Физические свойства

Титан — легкий серебристо-белый металл. Существует в двух кристаллических модификациях: ?-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой (a=2,951 A; с=4,697 A; z=2; пространственная группа C6mmc), ?-Ti с кубической объёмноцентрированной упаковкой (a=3,269 A; z=2; пространственная группа Im3m), температура перехода ?-? 883 °C, ?H перехода 3,8 кДж/моль. Точка плавления 1671 °C, точка кипения 3260 °C, плотность ?-Ti и ?-Ti соответственно равна 4,505 (20 °C) и 4,32 (900 °C) г/см?, атомная плотность 5,71×1022 ат/см³. Пластичен, сваривается в инертной атмосфере.

Имеет высокую вязкость, при механической обработке склонен к налипанию на режущий инструмент, и поэтому требуется нанесение специальных покрытий на инструмент, различных смазок.

При обычной температуре покрывается защитной пассивирующей пленкой оксида TiO₂, благодаря этому коррозионностоек в большинстве сред (кроме щелочной).

Титановая пыль имеет свойство взрываться. Температура вспышки 400°С.

Химические свойства

Устойчив к коррозии благодаря оксидной плёнке, но при измельчении в порошок горит на воздухе.

Титан устойчив к разбавленным растворам многих кислот и щелочей (кроме HF,H₃PO₄ и концентрированной H₂SO₄).

Легко реагирует даже со слабыми кислотами в присутствии комплексообразователей, например, с плавиковой кислотой HF он взаимодействует благодаря образованию комплексного аниона [TiF₆]^2-.

При нагревании на воздухе до 1200°C Ti загорается с образованием оксидных фаз переменного состава TiO_x. Из растворов солей титана осаждается гидроксид TiO(OH)₂·xH₂O, осторожным прокаливанием которого получают оксид TiO₂. Гидроксид TiO(OH)₂·xH₂O и диоксид TiO₂амфотерны.

TiO₂ взаимодействует с серной кислотой при длительном кипячении. При сплавлении с содой Na₂CO₃ или поташом K₂CO₃ оксид TiO₂ образует титанат: TiO₂+K₂CO₃=K₂TiO₃+CO₂.

При нагревании Ti взаимодействует с галогенами. Тетрахлорид титана TiCl₄ при обычных условиях — желтоватая, сильно дымящая на воздухе жидкость, что объясняется сильным гидролизом TiCl₄ содержащимися в воздухе парами воды и образованием мельчайших капелек HCl и взвеси гидроксида титана.

Восстановлением TiCl₄водородом, Al, Si, другими сильными восстановителями, получен трихлорид и дихлорид титана TiCl₃ и TiCl₂ — твердые вещества с сильно восстановительными свойствами. Ti взаимодействует с Br₂ и I₂.

С N₂ выше 400 °C титан образует нитрид TiN_x(x=0,58-1,00). При взаимодействии титана с C образуется карбид титана TiC_x (x=0,49-1,00).

При нагревании Ti поглощает H₂ с образованием соединения переменного состава TiH_х (x=1,0). При нагревании эти гидриды разлагаются с выделением H₂. Титан образует сплавы со многими металлами.

Применение

Часы из титанового сплава

В виде сплавов

• Металл применяется в химической промышленности (реакторы, трубопроводы, насосы), лёгких сплавах, остеопротезах. Является важнейшим конструкционным материалом в авиа-, ракето-, кораблестроении.
• Используется в художественном литье^[5]
• Титан является легирующей добавкой в некоторых марках стали.
• Нитинол (никель-титан) — сплав, обладающий памятью формы, применяемый в медицине и технике.
• Алюминиды титана являются очень стойкими к окислению и жаропрочными, что в свою очередь определило их использование в авиации и автомобилестроении в качестве конструкционных материалов.

В виде соединений

• Белый диоксид титана (TiO2) используется в красках (например, титановые белила), а также при производстве бумаги и пластика. Пищевая добавка E171.
• Титанорганические соединения (напр. тетрабутоксититан) применяются в качестве катализатора и отвердителя в химической и лакокрасочной промышленности.
• Неорганические соединения титана применяются в химической электронной, стекловолоконной промышленности в качестве добавки или покрытий.
• Диборид титана — важный компонент сверхтвердых материалов для обработки металлов.
• Нитрид титана применяется для покрытия инструментов.
• Титанат бария BaTiO3, титанат свинца PbTiO3 и ряд других титанатов —- сегнетоэлектрики.

Анализ рынков потребления

В 2005 компания Titanium Corporation опубликовала следующую оценку потребления титана в мире:

60 % — краска;
20 % — пластик;
13 % — бумага;
7 % — машиностроение.

Цены

15-25 $ за килограмм, в зависимости от чистоты.

Чистота и марка чернового титана (титановой губки) обычно определяется по степени её пластичности.

Физиологическое действие

Нитрид титана

Соединения титана

 

 

ТИТАН (Ti)

Свойства атома Титана
Название	Титан / Titanium
Символ	Ti
Номер	22
Атомная масса (молярная масса)	47,867 (1) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Ar] 3d2 4s2
Радиус атома	147 пм
Химические свойства Титана
Ковалентный радиус	132 пм
Радиус иона	(+4e) 68 (+2e) 94 пм
Электроотрицательность	1,54 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	−1,63
Степени окисления	2, 3, 4
Энергия ионизации (первый электрон)	657,8 (6,82) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	4,54 г/см3
Температура плавления	1933±20 K
Температура кипения	3560 K
Уд. теплота плавления	18,8 кДж/моль
Уд. теплота испарения	422,6 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	25,1 Дж/(K·моль)
Молярный объём	10,6 см3/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	гексагональная
	плотноупакованная (α-Ti)
Параметры решётки	a=2,951 с=4,697 (α-Ti)
Отношение c/a	1,587
Температура Дебая	380 K
Прочие характеристики Титан
Теплопроводность	(300 K) 21,9 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-32-6

Титан (элемент) — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Титан.

Внешний вид простого вещества
Стержень титановых кристаллов высокой чистоты
Свойства атома
Название, символ, номер	Тита́н / Titanium (Ti), 22
Атомная масса (молярная масса)	47,867(1)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Ar] 3d2 4s2
Радиус атома	147 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	132 пм
Радиус иона	(+4e)68 (+2e)94 пм
Электроотрицательность	1,54 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	−1,63
Степени окисления	2, 3, 4
Энергия ионизации (первый электрон)	657,8(6,82) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	4,54 г/см³
Температура плавления	1933±20 K
Температура кипения	3560 K
Уд. теплота плавления	18,8 кДж/моль
Уд. теплота испарения	422,6 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	25,1[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём	10,6 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	гексагональная плотноупакованная (α-Ti)
Параметры решётки	a=2,951 с=4,697 (α-Ti)
Отношение c/a	1,587
Температура Дебая	380 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 21,9 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-32-6

Тита́н (лат. Titanium; обозначается символом Ti) — элемент побочной подгруппы четвёртой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 22. Простое вещество титан — лёгкий прочный металл серебристо-белого цвета. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой, β-Ti с кубической объёмно-центрированной упаковкой, температура полиморфного превращения α↔β 883 °C^[2]. Температура плавления 1660±20 °C^[3]. Титан имеет твёрдость по Бринеллю 175 МПа^[2].

История

Открытие TiO₂ сделали практически одновременно и независимо друг от друга англичанин У. Грегор^[en] и немецкий химик М. Г. Клапрот. У. Грегор, исследуя состав магнитного железистого песка (Крид, Корнуолл, Англия, 1791), выделил новую «землю» (оксид) неизвестного металла, которую назвал менакеновой. В 1795 г. немецкий химик Клапрот открыл в минерале рутиле новый элемент и назвал его титаном. Спустя два года Клапрот установил, что рутил и менакеновая земля — оксиды одного и того же элемента, за которым и осталось название «титан», предложенное Клапротом. Через 10 лет открытие титана состоялось в третий раз. Французский учёный Л. Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные оксиды титана.

Первый образец металлического титана получил в 1825 году Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркел и И. де Бур в 1925 году термическим разложением паров иодида титана TiI₄.

Происхождение названия

Металл получил своё название в честь титанов, персонажей древнегреческой мифологии, детей Геи. Название элементу дал Мартин Клапрот в соответствии со своими взглядами на химическую номенклатуру в противовес французской химической школе, где элемент старались называть по его химическим свойствам. Поскольку немецкий исследователь сам отметил невозможность определения свойств нового элемента только по его оксиду, он подобрал для него имя из мифологии, по аналогии с открытым им ранее ураном.

Нахождение в природе

Титан находится на 10-м месте по распространённости в природе. Содержание в земной коре — 0,57 % по массе, в морской воде — 0,001 мг/л^[4]. В ультраосновных породах 300 г/т, в основных — 9 кг/т, в кислых 2,3 кг/т, в глинах и сланцах 4,5 кг/т. В земной коре титан почти всегда четырёхвалентен и присутствует только в кислородных соединениях. В свободном виде не встречается. Титан в условиях выветривания и осаждения имеет геохимическое сродство с Al₂O₃. Он концентрируется в бокситах коры выветривания и в морских глинистых осадках. Перенос титана осуществляется в виде механических обломков минералов и в виде коллоидов. До 30 % TiO₂ по весу накапливается в некоторых глинах. Минералы титана устойчивы к выветриванию и образуют крупные концентрации в россыпях. Известно более 100 минералов, содержащих титан. Важнейшие из них: рутил TiO₂, ильменит FeTiO₃, титаномагнетит FeTiO₃ + Fe₃O₄, перовскит CaTiO₃, титанит CaTiSiO₅. Различают коренные руды титана — ильменит-титаномагнетитовые и россыпные — рутил-ильменит-цирконовые.

Месторождения

Месторождения титана находятся на территории ЮАР, России, Украины, Китая, Японии, Австралии, Индии, Цейлона, Бразилии, Южной Кореи, Казахстана^[5]. В странах СНГ ведущее место по разведанным запасам титановых руд занимает РФ (58,5%) и Украина (40,2%)^[6].

Запасы и добыча

Основные руды: ильменит (FeTiO₃), рутил (TiO₂), титанит (CaTiSiO₅).

На 2002 год, 90 % добываемого титана использовалось на производство диоксида титана TiO₂. Мировое производство диоксида титана составляло 4,5 млн т. в год. Подтверждённые запасы диоксида титана (без России) составляют около 800 млн т. На 2006 год, по оценке Геологической службы США, в пересчёте на диоксид титана и без учёта России, запасы ильменитовых руд составляют 603—673 млн т., а рутиловых — 49,7—52,7 млн т^[7]. Таким образом, при нынешних темпах добычи мировых разведанных запасов титана (без учёта России) хватит более, чем на 150 лет.

Россия обладает вторыми в мире, после Китая, запасами титана. Минерально-сырьевую базу титана России составляют 20 месторождений (из них 11 коренных и 9 россыпных), достаточно равномерно рассредоточенных по территории страны. Самое крупное из разведанных месторождений (Ярегское) находится в 25 км от города Ухта (Республика Коми). Запасы месторождения оцениваются в 2 миллиарда тонн руды со средним содержанием диоксида титана около 10 %^[8].

Крупнейший в мире производитель титана — российская компания «ВСМПО-АВИСМА»^[9].

Получение

Как правило, исходным материалом для производства титана и его соединений служит диоксид титана со сравнительно небольшим количеством примесей. В частности, это может быть рутиловый концентрат, получаемый при обогащении титановых руд. Однако запасы рутила в мире весьма ограничены, и чаще применяют так называемый синтетический рутил или титановый шлак, получаемые при переработке ильменитовых концентратов. Для получения титанового шлака ильменитовый концентрат восстанавливают в электродуговой печи, при этом железо отделяется в металлическую фазу (чугун), а не восстановленные оксиды титана и примесей образуют шлаковую фазу. Богатый шлак перерабатывают хлоридным или сернокислотным способом.

Концентрат титановых руд подвергают сернокислотной или пирометаллургической переработке. Продукт сернокислотной обработки — порошок диоксида титана TiO₂. Пирометаллургическим методом руду спекают с коксом и обрабатывают хлором, получая пары тетрахлорида титана TiCl₄:

<math>\mathsf{TiO_2 + 2C + 2Cl_2 \rightarrow TiCl_4 + 2CO}</math>

Образующиеся пары TiCl₄ при 850 °C восстанавливают магнием:

<math>\mathsf{TiCl_4 + 2Mg \rightarrow 2MgCl_2 + Ti}</math>

Полученную титановую «губку» переплавляют и очищают. Рафинируют титан иодидным способом или электролизом, выделяя Ti из TiCl₄. Для получения титановых слитков применяют дуговую, электроннолучевую или плазменную переработку.

Физические свойства

Титан — легкий серебристо-белый металл. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой (a=2,951 Å; с=4,679 Å^[10]; z=2; пространственная группа C6mmc), β-Ti с кубической объёмноцентрированной упаковкой (a=3,269 Å; z=2; пространственная группа Im3m), температура перехода α↔β 883 °C, ΔH перехода 3,8 кДж/моль. Точка плавления 1660±20 °C, точка кипения 3260 °C, плотность α-Ti и β-Ti соответственно равна 4,505 (20 °C) и 4,32 (900 °C) г/см³^[2], атомная плотность 5,71·10²² ат/см³К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)^{[источник не указан 4032 дня]}. Пластичен, сваривается в инертной атмосфере. Удельное сопротивление 0,42 мкОм·м при 20 °C

Имеет высокую вязкость, при механической обработке склонен к налипанию на режущий инструмент, и поэтому требуется нанесение специальных покрытий на инструмент, различных смазок.

При обычной температуре покрывается защитной пассивирующей плёнкой оксида TiO₂, благодаря этому коррозионностоек в большинстве сред (кроме щелочной).

Титановая пыль имеет свойство взрываться. Температура вспышки — 400 °C. Титановая стружка пожароопасна.

Химические свойства

Устойчив к коррозии благодаря оксидной плёнке, но при измельчении в порошок, а также в тонкой стружке или проволоке титан пирофорен^[11].

Титан устойчив к разбавленным растворам многих кислот и щелочей (кроме HF, H₃PO₄ и концентрированной H₂SO₄).

Легко реагирует даже со слабыми кислотами в присутствии комплексообразователей, например, с плавиковой кислотой HF он взаимодействует благодаря образованию комплексного аниона [TiF₆]²⁻. Титан наиболее подвержен коррозии в органических средах, так как, в присутствии воды на поверхности титанового изделия образуется плотная пассивная пленка из оксидов и гидрида титана. Наиболее заметное повышение коррозионной стойкости титана заметно при повышении содержания воды в агрессивной среде с 0,5 до 8,0%, что подтверждается электрохимическими исследованиями электродных потенциалов титана в растворах кислот и щелочей в смешанных водно-органических средах.^[12]

При нагревании на воздухе до 1200 °C Ti загорается ярким белым пламенем с образованием оксидных фаз переменного состава TiO_x. Из растворов солей титана осаждается гидроксид TiO(OH)₂·xH₂O, осторожным прокаливанием которого получают оксид TiO₂. Гидроксид TiO(OH)₂·xH₂O и диоксид TiO₂амфотерны.

TiO₂ взаимодействует с серной кислотой при длительном кипячении. При сплавлении с содой Na₂CO₃ или поташом K₂CO₃ оксид TiO₂ образует титанаты:

<math>\mathsf{TiO_2 + K_2CO_3 \rightarrow K_2TiO_3 + CO_2}</math>

При нагревании Ti взаимодействует с галогенами. Тетрахлорид титана TiCl₄ при обычных условиях — бесцветная жидкость, сильно дымящая на воздухе, что объясняется гидролизом TiCl₄, содержащимися в воздухе парами воды и образованием мельчайших капелек HCl и взвеси гидроксида титана.

Восстановлением TiCl₄водородом, алюминием, кремнием, другими сильными восстановителями, получен трихлорид и дихлорид титана TiCl₃ и TiCl₂ — твёрдые вещества, обладающие сильными восстановительными свойствами. Ti взаимодействует с Br₂ и I₂.

С азотом N₂ выше 400 °C титан образует нитрид TiN_x(x=0,58-1,00). При взаимодействии титана с углеродом образуется карбид титана TiC_x (x=0,49-1,00).

При нагревании Ti поглощает H₂ с образованием соединения переменного состава TiH_х (x=1,3 — 2). При нагревании эти гидриды разлагаются с выделением H₂. Титан образует сплавы со многими металлами.

Применение

К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)

В чистом виде и в виде сплавов

• Титан в виде сплавов является важнейшим конструкционным материалом в авиа- и ракетостроении, в кораблестроении.
• Металл применяется в: химической промышленности (реакторы, трубопроводы, насосы, трубопроводная арматура), военной промышленности (бронежилеты, броня и противопожарные перегородки в авиации, корпуса подводных лодок), промышленных процессах (опреснительных установках, процессах целлюлозы и бумаги), автомобильной промышленности, сельскохозяйственной промышленности, пищевой промышленности, украшениях для пирсинга, медицинской промышленности (протезы, остеопротезы), стоматологических и эндодонтических инструментах, зубных имплантатах, спортивных товарах, ювелирных изделиях, мобильных телефонах, лёгких сплавах и т. д.
• Титановое литьё выполняют в вакуумных печах в графитовые формы. Также используется вакуумное литьё по выплавляемым моделям. Из-за технологических трудностей в художественном литье используется ограниченно. Первой в мировой практике монументальной литой скульптурой из титана является памятник Юрию Гагарину на площади его имени в Москве^[13].
• Титан является легирующей добавкой во многих легированных сталях и большинстве спецсплавов^{[каких?]}.
• Нитинол (никель-титан) — сплав, обладающий памятью формы, применяемый в медицине и технике.
• Алюминиды титана являются очень стойкими к окислению и жаропрочными, что, в свою очередь, определило их использование в авиации и автомобилестроении в качестве конструкционных материалов.
• Титан является одним из наиболее распространённых геттерных материалов, используемых в высоковакуумных насосах.

В виде соединений

• Белый диоксид титана (TiO₂) используется в красках (например, титановые белила), а также при производстве бумаги и пластика. Пищевая добавка E171.
• Титанорганические соединения (например, тетрабутоксититан) применяются в качестве катализатора и отвердителя в химической и лакокрасочной промышленности.
• Неорганические соединения титана применяются в химической электронной, стекловолоконной промышленности в качестве добавки или покрытий.
• Карбид титана, диборид титана, карбонитрид титана — важные компоненты сверхтвёрдых материалов для обработки металлов.
• Нитрид титана применяется для покрытия инструментов, куполов церквей и при производстве бижутерии, так как имеет цвет, похожий на золото.
• Титанат бария BaTiO₃, титанат свинца PbTiO₃ и ряд других титанатов — сегнетоэлектрики.

Существует множество титановых сплавов с различными металлами. Легирующие элементы разделяют на три группы, в зависимости от их влияния на температуру полиморфного превращения: на бета-стабилизаторы, альфа-стабилизаторы и нейтральные упрочнители. Первые понижают температуру превращения, вторые повышают, третьи не влияют на неё, но приводят к растворному упрочнению матрицы. Примеры альфа-стабилизаторов: алюминий, кислород, углерод, азот. Бета-стабилизаторы: молибден, ванадий, железо, хром, никель. Нейтральные упрочнители: цирконий, олово, кремний. Бета-стабилизаторы, в свою очередь, делятся на бета-изоморфные и бета-эвтектоидообразующие.

Самым распространённым титановым сплавом является сплав Ti-6Al-4V (в российской классификации — ВТ6).

Анализ рынков потребления

В 2005 компания Titanium Corporation опубликовала следующую оценку потребления титана в мире:

• 60 % — краска;
• 20 % — пластик;
• 13 % — бумага;
• 7 % — машиностроение.

Цены

Цена титана составляет $5,9–6,0 за килограмм, в зависимости от чистоты^[14].

Чистота и марка чернового титана (титановой губки) обычно определяется по его твёрдости, которая зависит от содержания примесей. Наиболее распространены марки ТГ100 и ТГ110К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)^{[источник не указан 1981 день]}.

Физиологическое действие

Как было сказано выше, титан применяется также в стоматологии. Отличительная черта применения титана заключается не только в прочности, но и способности самого металла сращиваться с костью, что даёт возможность обеспечить квазимонолитность основы зуба.

См. также

Напишите отзыв о статье «Титан (элемент)»

Примечания

1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. [iupac.org/publications/pac/85/5/1047/ Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)] (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
2. ↑ ^{1 2 3 4} Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 590-592. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8.
3. ↑ [www.femto.com.ua/articles/part_2/4101.html Титан] — статья из Физической энциклопедии
4. ↑ J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965
5. ↑ [www.cmmarket.ru/markets/tiworld.htm Месторождение титана].
6. ↑ [www.mining-media.ru/ru/article/ekonomic/559-perspektivy-osvoeniya-titanovogo-syrya-v-rossii Месторождение титана].
7. ↑ [www.aricom.ru/rus/news/titan/2007/01/23/titan_264.html Ильменит, рутил, титаномагнетит — 2006 г.]
8. ↑ [www.mineral.ru/Facts/russia/131/296/index.html Титан]. Информационно-аналитический центр «Минерал». Проверено 19 ноября 2010. [www.webcitation.org/616ViNKXp Архивировано из первоисточника 21 августа 2011].
9. ↑ [www.vsmpo.ru/ Корпорация ВСМПО-АВИСМА]
10. ↑ Koncz, St; Szanto, St.; Waldhauser, H., Der Sauerstoffgehalt von Titan-jodidstäben, Naturwiss. 42 (1955) pp.368-369
11. ↑ [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4478.html Титан] — статья из Химической энциклопедии
12. ↑ [www.chemfive.ru/news/vlijanie_vody_na_process_passivacii_titana/2015-02-26-486 Влияние воды на процесс пассивации титана — 26 Февраля 2015 — Химия и химическая технология в жизни]. www.chemfive.ru. Проверено 21 октября 2015.
13. ↑ [www.uzcm.ru/spravka/tech/drevnost/5.php Искусство литья в ХХ веке]
14. ↑ [www.vsmpo.ru/ru/news/182/Na_mirovom_rinke_titana_za_poslednie_dva_mesjaca_ceni_stabilizirovalis_obzor На мировом рынке титана за последние два месяца цены стабилизировались (обзор)]

Ссылки

• [www.webelements.com/webelements/elements/text/Ti/key.html Титан на Webelements]
• [n-t.ru/ri/ps/pb022.htm Титан в Популярной библиотеке химических элементов]
• [www.titanmet.ru/ Титан и его сплавы]

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Титан, свойства титана | Формулы и расчеты онлайн

Титан, Вступление
Символ	Ti
Латинское название	Titanium
Тип вещества	простой химический элемент
Год открытия	1791
Основные параметры титана по таблице Менделеева
Атомный номер Z	22
Атомная масса	47.867
Группа	4
Период	4
Принадлежность к группе	переходные металлы
Механические свойства титана
Плотность твердых веществ	4.500 · 103 (Килограмм / Метр3)
Скорость звука	4140 (Метр / Секунда)
Термодинамические свойства титана
Агрегатное состояние при нормальных условиях	твердое тело
Точка плавления по Кельвину	1941.15 (Кельвин)
Точка плавления по Цельсию	1668 (°C)
Точка кипения по Кельвину	3560.15 (Кельвин)
Точка кипения по Цельсию	3287 (°C)
Электрические свойства титана
Тип электрической проводимости	проводник
Магнитные свойства титана
Тип магнитной проницаемости	парамагнетик
Свойства атома титана
Конфигурация электронного облака	1s2 | 2s22p6 | 3s23p63d24s2
Радиус атома	176 · 10 − 12 (Метр)
Массовое число A	48
Химические свойства титана
Валентность	4
Распространенность титана
Вселенная состоит из титана на	0.0003%
Солнце состоит из титана на	0.0004%
Мировой океан состоит из титана на	1×10-7%
Вселенная
Вселенная состоит из титана на	0.0003%

Титан (химический элемент) — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Тита́н (лат. Titanium, по имени исполинов греческой мифологии — титанов), Ti (читается «титан»), химический элемент с атомным номером 22, атомная масса 47, 88. Расположен в группе IVB, в 4 периоде периодической системы элементов. Природный титан состоит из пяти стабильных изотопов с массовыми числами 46 (7, 95%), 47 (7, 75%), 48 (73, 45%), 49 (5, 51%) и 50 (5, 34%). Конфигурация внешнего и предвнешнего электронных слоев 3s²p⁶d²4s². Степени окисления +4, +3, +2 (валентность IV, III, II). Радиус атома 0, 149 нм, радиус иона Ti⁴⁺ 0, 065 нм (координационное число 6) и 0, 088 нм (8) и 0, 098 нм (8), радиус иона Ti³⁺ 0, 081 нм (6) и радиус иона Ti²⁺0, 100 нм (6). Энергии последовательной ионизации 6, 820, 13, 58, 27, 48, 43, 25 и 99, 3 эВ. Электроотрицательность по Полингу 1, 5. Сродство к электрону 0, 39 эВ. Открытие TiO ₂ сделали одновременно и независимо друг от друга англичанин У. Грегор (1789), который обнаружил TiO₂в минерале ильмените, и берлинский химик Клапрот (1795-1797) — в минерале рутил. Название для элемента предложил Клапрот. Первый образец металлического титана получил в 1825 Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркель и И. де Бур в 1925 термическим разложением паров иодида титана TiI₄.Содержание в земной коре 0, 57% по массе. В свободном виде не встречается. Известно более 100 минералов. Важнейшие из них: рутил TiO₂, ильменит FeTiO₃, титаномагнетит FeTiO₃ + Fe₃O₄, перовскит CaTiO₃и титанит (сфен) CaTiOSiO₄. Различают коренные руды титана — ильментит-титано-магнетитовые и россыпные — рутил-ильменит-циркониевые.

Концентрат титановых руд подвергают сернокислотной или пирометаллургической переработке. Продукт сернокислотной обработки — порошок диоксида титана TiO₂. Пирометаллургическим методом руду спекают с коксом и обрабатывают хлором, получая пары тетрахлорида титана TiCl₄:

TiO₂+ 2C + 2Cl₂ =TiCl₄ + 2CO

Образующиеся пары TiCl₄при 850°C восстанавливают Mg:

TiCl₄+ 2Mg = 2MgCl₂+ Ti

Полученную титановую «губку» переплавляют и очищают. Ильменитовые концентраты восстанавливают в электродуговых печах с последующим хлорированием возникающих титановых шлаков. Рaфинируют титан иодидным способом или электролизом, выделяя Ti из TiCl₄. Для получения титановых слитков применяют дуговую, электроннолучевую или плазменную переработку.

Титан — серебристо-белый металл. Существует в двух модификациях. Ниже 883°C устойчива гексагональная α-модификация, a = 0, 2951 нм, c = 0, 4697 нм. Плотность 4, 505 кг/дм³. Выше 883°C устойчива β-модификация с кубической объемно-центрированной решеткой, а = 0, 3269 нм. Плотность (при 900°C) 4, 32кг/дм³. Температура плавления 1671°C, кипения 3260°C. Тi пластичен, сваривается в инертной атмосфере.

При обычной температуре покрывается защитной пленкой оксида TiO₂, благодаря этому коррозионностоек. Стандартный электродный потенциал пары Ti^o/Ti³⁺ -1, 63 B, Ti³⁺/Ti⁴⁺ — 0, 20 В. Ti устойчив к разбавленным растворам многих кислот и щелочей. Легко реагирует с плавиковой кислотой, HF, образуя комплексный анион [TiCl₆]^2-.При нагревании на воздухе до 1200°C Ti загорается с образованием оксидных фаз переменного состава TiO_x. Из растворов солей титана осаждается гидроксид TiO(OH)₂·xH₂O, осторожным прокаливанием которого получают оксид TiO₂. Гидроксид TiO(OH)₂·xH₂O и диоксид TiO₂амфотерны. TiO₂ взаимодействует с серной кислотой при длительном кипячении. При сплавлении с содой Na₂CO₃ или поташом K₂CO₃ оксид TiO₂ образует титанат:TiO₂+K₂CO₃=K₂TiO₃+CO₂При нагревании Ti взаимодействует с галогенами. Тетрахлорид титана TiCl₄ при обычных условиях — желтоватая сильно дымящая на воздухе жидкость, что объясняется сильным гидролизом TiCl₄ содержащимися в воздухе парами воды и образованием мельчайших капелек HCl и взвеси гидроксида титана. Восстановлением TiCl₄водородом, Al, Si (другими сильными восстановителями) получен трихлорид и дихлорид титана (TiCl₃, TiCl₂) — твердые вещества с сильно-восстановительными свойствами. Ti взаимодействует с бромом и иодом.С N₂ выше 400°C титан образует нитрид TiN_x(x=0, 58-1, 00). При взаимодействии титана с C образуется карбид титана TiC_x (x=0, 49-1, 00). При нагревании Ti поглощает H₂ с образованием соединения переменного состава TiH_х (х=1, 0). При нагревании эти гидриды разлагаются с выделением H₂. Тi образует сплавы со многими металлами.

Большая часть производимого Ti используется для изготовления сплавов с алюминием, ванадием, молибденом, марганцем, хромом и другими металлами, коррозионно-стойких покрытий. Диоксид TiO₂ применяется при изготовлении титановых белил. Гидрид и дисульфид TiS₂, титана находят применение при создании источников тока.

• Горощенко Я. Г. Химия титана. 1970-1972.
• Лучинский Г. П. Химия титана. 1971.
• Титан: Свойства, сырьевая база, физико-химические основы и способы получения. М., 1983.
• Юшков В. В. Химия и экология 3d-элементов. — Екатеринбург: УрО РАН, 2004.
• Титан в химической промышленности. — М.: НИИТЭхим, 1981.
• Химия поверхности раздела титан-газ: эксперимент и теория. — Екатеринбург: Ин-т химии твердого тела УрО РАН, 1999.
• Блинов В. А. Титан: Справочник. — М.: Геоинформмарк, 1998.

WebElements Periodic Table »Титан» Свойства свободных атомов

Атомы титана имеют 22 электрона, а структура оболочки — 2.8.10.2.

Электронная конфигурация основного состояния газообразного нейтрального титана в основном состоянии равна [ Ar ]. 3д ² . 4s ² , а символ термина — это ³ F ₂ .

Схема электронной конфигурации титана.Оболочечная структура Косселя из титана.

Атомный спектр

Представление атомного спектра титана.

Энергии ионизации и сродство к электрону

Электронное сродство титана составляет 7,6 кДж моль ^‑1 . Энергии ионизации титана приведены ниже.

Энергии ионизации титана.

Эффективные ядерные заряды

Ниже приведены эффективные ядерные заряды «Клементи-Раймонди», Z _eff .Для получения более подробной информации и графиков в различных форматах перейдите по гиперссылкам.

Эффективные ядерные заряды для титана

1с	21,4409
2с	15,38	2 пол	18,06
3с	11,03	3 пол.	10,10	3d	8,14
4с	4,82	4p	(нет данных)	4д	(нет данных)	4f	(нет данных)
5s	(нет данных)	5p	(нет данных)	5d	(нет данных)
6s	(нет данных)	6p	(нет данных)
7с

Список литературы

Эти эффективные ядерные заряды, Z _eff , взяты из следующих ссылок:

1. E.Clementi and D.L.Raimondi, J. Chem. Phys. 1963, 38 , 2686.
2. Э. Клементи, Д.Л. Раймонди и В.П. Reinhardt, J. Chem. Phys. 1967, 47 , 1300.

Энергии связи электрона

Энергии связи электрона для титана. Все значения энергий связи электронов приведены в эВ. Энергии связи указаны относительно уровня вакуума для инертных газов и молекул H ₂ , N ₂ , O ₂ , F ₂ и Cl ₂ ; относительно уровня Ферми для металлов; и относительно верхней границы валентной зоны для полупроводников.

Этикетка	Орбитальная	эВ [ссылка на литературу]
K	1s	4966 [1]
L I	2s	560,9 [3]
L II	2p 1/2	460,2 [3]
L III	2p 3/2	453,8 [3]
M I	3s	58.7 [3]
M II	3p 1/2	32,6 [3]
M III	3p 3/2	32,6 [3]

Банкноты

Я благодарен Гвину Уильямсу (Лаборатория Джефферсона, Вирджиния, США), которая предоставила данные об энергии связи электронов. Данные взяты из ссылок 1-3. Они сведены в таблицы в другом месте в Интернете (ссылка 4) и в бумажной форме (ссылка 5).

Список литературы

1. Дж. А. Бирден и А. Ф. Берр, «Переоценка рентгеновских уровней атомной энергии», Rev. Mod. Phys. , 1967, 39 , 125.
2. М. Кардона и Л. Лей, ред., Фотоэмиссия в твердых телах I: общие принципы (Springer-Verlag, Берлин) с дополнительными исправлениями, 1978 г.
3. Gwyn Williams WWW таблица значений
4. D.R. Лиде (ред.) В справочнике по химии и физике компании Chemical Rubber Company , CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, США, 81-е издание, 2000 г.
5. J. C. Fuggle и N. Mårtensson, «Энергии связи на уровне ядра в металлах», J. Electron Spectrosc. Relat. Феном. , 1980, 21 , 275.

.

WebElements Периодическая таблица »Сера» радиусы атомов и ионов

Одной мерой размера является расстояние элемент-элемент внутри элемента. Однако не всегда легко проводить разумные сравнения между элементами, поскольку некоторые связи довольно короткие из-за множественных связей (например, расстояние O = O в O ₂ короткое из-за двойной связи, соединяющей два атома. длина связки в SS: 205pm.

Есть несколько других способов определения радиуса для атомов и ионов.Следуйте соответствующим гиперссылкам, чтобы найти ссылки на литературу и определения каждого типа радиуса. Все значения радиусов указаны в пикометрах (пм). Коэффициенты пересчета:

• 1 пм = 1 × 10 ^‑12 метр (метр)
• 100 пм = 1 Ангстрем
• 1000 пм = 1 нанометр (нм, нанометр)

Нейтральный радиус

Размер нейтральных атомов зависит от способа измерения и окружающей среды. Следуйте соответствующим гиперссылкам для определения каждого типа радиуса.Термин «атомный радиус» не особенно полезен, хотя его использование широко распространено. Проблема в его значении, которое явно сильно различается в разных источниках и книгах. Здесь приведены два значения: одно основано на расчетах, а другое — на наблюдениях — для получения дополнительных сведений перейдите по соответствующей ссылке.

Изображение, показывающее периодичность атомного радиуса для химических элементов в виде шариков с кодировкой размера на сетке периодической таблицы. Изображение, показывающее периодичность ковалентного радиуса одинарной связи для химических элементов в виде шариков с кодировкой размера на сетке периодической таблицы.

Радиусы орбиты валентной оболочки

Рассчитанные значения орбитальных радиусов валентной оболочки, R _max

Изображение, показывающее периодичность валентного s-орбитального радиуса для химических элементов в виде шариков с кодировкой размера на сетке периодической таблицы.

Список литературы

Значения R _max для валентных орбиталей нейтральных газовых элементов взяты из ссылки 1.

1. Дж. Б. Манн, Расчеты атомной структуры II. Волновые функции Хартри-Фока и радиальные математические ожидания: от водорода до лоуренсия , LA-3691, Лос-Аламосская научная лаборатория, США, 1968.

Ионные радиусы

В этой таблице приведены некоторые ионные радиусы. В этой таблице геометрия относится к расположению ближайших соседей иона. Размер действительно зависит от геометрии и окружающей среды. Для электронных конфигураций, где это важно, значения, указанные для октаэдрических частиц, относятся к низкоспиновым, если не указано, что они являются высокоспиновыми. Термины низкоспиновый и высокоспиновый относятся к электронным конфигурациям определенных геометрических форм определенных ионов металла d -блока.Дополнительная информация доступна в учебниках по неорганической химии, как правило, на уровне 1 или на уровне университета первого года обучения. Для определения ионного радиуса и дополнительной информации перейдите по гипертекстовой ссылке.

Ион	Тип координации	Радиус / м	Ссылка периодичности
S (VI)	4-х координатный, четырехгранный	26
S (IV)	6-координатный, восьмигранный	51
S (VI)	6-координатный, восьмигранный	43

Ионные радиусы Полинга

В этой таблице показаны радиусы Полинга для серы

Ион	Радиус полинга / м	Ссылка периодичности
S (I)	53
S (VI)	29
S (-I)	219
S (-II)	184

.

WebElements Periodic Table »Титан» изотопные данные

Пять стабильных изотопов титана используются для широкого спектра исследований и приложений. Ti-48 используется для производства радиоизотопа V-48, который используется в исследованиях питания и для калибровки приборов для ПЭТ. Иногда Ti-47 используется в качестве альтернативного прекурсора для производства V-48. Ti-50 используется в производстве сверхтяжелых элементов, при этом мишени из свинца или висмута бомбардируются Ti-50.Наконец, Ti-49 используется в производстве радиоизотопа V-49.

Изотопы природного происхождения

В этой таблице представлена ​​информация о встречающихся в природе изотопах, их атомных массах, их естественном содержании, их ядерных спинах и их магнитных моментах. Дополнительные данные по радиоизотопам (радиоактивным изотопам) титана (включая любые встречающиеся в природе) перечислены ниже.

Изотоп	Масса / Да	Природное содержание (атом.%)	Ядерный спин (I)	Магнитный момент (μ / μ Н )
46 Ti	45.9526294 (14)	8,25 (3)	0
47 Ti	46,9517640 (11)	7,44 (2)	5 / 2	-0,78848
48 Ti	47.9479473 (11)	73,72 (3)	0
49 Ti	48.9478711 (11)	5,41 (2)	7 / 2	-1.10417
50 Ti	49.9447921 (12)	5,18 (2)	0

Изотопное содержание титана. В приведенном выше примере для самого интенсивного иона установлено значение 100%, поскольку это лучше всего соответствует выходному сигналу масс-спектрометра. Это не следует путать с относительным процентным содержанием изотопов, которое составляет в сумме 100% для всех встречающихся в природе изотопов.

Данные по радиотопам

Дополнительные данные для встречающихся в природе изотопов титана перечислены выше.В этой таблице представлена ​​информация о некоторых радиотопах титана, их массах, периодах полураспада, способах распада, их ядерных спинах и их ядерных магнитных моментах.

Изотоп	Масса / Да	Период полураспада	Вид распада	Ядерное вращение	Ядерный магнитный момент
44 Ti	43.959690	67 л	EC к 44 SC	0
45 Ti	44.958124	3,078 ч	EC к 45 SC	7 / 2	0,095
51 Ti	50.946616	5,76 м	β — до 51 В	0
52 Ti	51.94690	1,7 м	β — до 52 В	3 / 2

Список литературы

1. Изотопы природного происхождения: отчет Комиссии по атомным весам и изотопному содержанию для Международного союза теоретической и прикладной химии в изотопных составах элементов 1989 , Чистая и прикладная химия, 1998, 70 , 217.[Авторское право 1998 IUPAC]
2. Для получения дополнительной информации о радиоизотопах см. Таблицу нуклидов Jonghwa Chang (Корейский научно-исследовательский институт атомной энергии)
3. Массы, ядерные спины и магнитные моменты: I. Mills, T. Cvitas, K. Homann, N. Kallay, and K. Kuchitsu в книге Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry , Blackwell Scientific Publications, Oxford, UK, 1988. [Copyright 1988 IUPAC]

ЯМР Свойства титана

Обычное эталонное соединение: TiCl ₄ , чист.

Список литературы

1. R.K. Харрис в Энциклопедии ядерного магнитного резонанса , D.M. Гранти и Р.К. Харрис, (ред.), Т. 5, John Wiley & Sons, Чичестер, Великобритания, 1996. Я благодарен профессору Робину Харрису (Университет Дарема, Великобритания), который предоставил большую часть данных ЯМР, авторские права на которые принадлежат IUPAC 1996 года, адаптированные из его вклада, содержащегося в этой ссылке.
2. Дж. Мейсон в Multinuclear NMR , Plenum Press, Нью-Йорк, США, 1987.Там, где это дано, данные для определенных радиоактивных ядер взяты из этой ссылки.
3. P. Pyykkö, Mol. Phys. , 2008, , 106, , 1965–1974.
4. P. Pyykkö, Mol. Phys. , 2001, 99 , 1617-1629.
5. P. Pyykkö, Z. Naturforsch. , 1992, 47a , 189. Я благодарен профессору Pekka Pyykkö (Университет Хельсинки, Финляндия), который предоставил данные о ядерном квадрупольном моменте в этой и следующих двух источниках.
6. Д.Р. Лиде, (ред.), Справочник CRC по химии и физике 1999-2000: Готовый справочник химических и физических данных (Справочник CRC по химии и физике , CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, США, 79-я выпуск, 1998.
7. P. Pyykkö, личное сообщение , 1998, 204, 2008, 2010.

.

WebElements Periodic Table »Железо» радиусы атомов и ионов

Одной мерой размера является расстояние элемент-элемент внутри элемента. Однако не всегда легко проводить разумные сравнения между элементами, поскольку некоторые связи довольно короткие из-за множественных связей (например, расстояние O = O в O ₂ короткое из-за двойной связи, соединяющей два атома. Длина облигации в FeFe составляет: 248.02.

Есть несколько других способов определения радиуса для атомов и ионов.Следуйте соответствующим гиперссылкам, чтобы найти ссылки на литературу и определения каждого типа радиуса. Все значения радиусов указаны в пикометрах (пм). Коэффициенты пересчета:

• 1 пм = 1 × 10 ^‑12 метр (метр)
• 100 пм = 1 Ангстрем
• 1000 пм = 1 нанометр (нм, нанометр)

Нейтральный радиус

Размер нейтральных атомов зависит от способа измерения и окружающей среды. Следуйте соответствующим гиперссылкам для определения каждого типа радиуса.Термин «атомный радиус» не особенно полезен, хотя его использование широко распространено. Проблема в его значении, которое явно сильно различается в разных источниках и книгах. Здесь приведены два значения: одно основано на расчетах, а другое — на наблюдениях — для получения дополнительных сведений перейдите по соответствующей ссылке.

Изображение, показывающее периодичность атомного радиуса для химических элементов в виде шариков с кодировкой размера на сетке периодической таблицы. Изображение, показывающее периодичность ковалентного радиуса одинарной связи для химических элементов в виде шариков с кодировкой размера на сетке периодической таблицы.

Радиусы орбиты валентной оболочки

Рассчитанные значения орбитальных радиусов валентной оболочки, R _max

Изображение, показывающее периодичность валентного s-орбитального радиуса для химических элементов в виде шариков с кодировкой размера на сетке периодической таблицы.

Список литературы

Значения R _max для валентных орбиталей нейтральных газовых элементов взяты из ссылки 1.

1. Дж. Б. Манн, Расчеты атомной структуры II. Волновые функции Хартри-Фока и радиальные математические ожидания: от водорода до лоуренсия , LA-3691, Лос-Аламосская научная лаборатория, США, 1968.

Ионные радиусы

В этой таблице приведены некоторые ионные радиусы. В этой таблице геометрия относится к расположению ближайших соседей иона. Размер действительно зависит от геометрии и окружающей среды. Для электронных конфигураций, где это важно, значения, указанные для октаэдрических частиц, относятся к низкоспиновым, если не указано, что они являются высокоспиновыми. Термины низкоспиновый и высокоспиновый относятся к электронным конфигурациям определенных геометрических форм определенных ионов металла d -блока.Дополнительная информация доступна в учебниках по неорганической химии, как правило, на уровне 1 или на уровне университета первого года обучения. Для определения ионного радиуса и дополнительной информации перейдите по гипертекстовой ссылке.

Ион	Тип координации	Радиус / м	Ссылка периодичности
Fe (II)	4-х координатный, тетраэдрический	77
Fe (III)	4-х координатный, тетраэдрический	63
Fe (II)	4-координатный, квадратно-плоский	78
Fe (II)	6-координатный, октаэдрический	75
Fe (II)	6-координатный, октаэдрический, высокоспиновый	92.0
Fe (III)	6-координатный, октаэдрический	69
Fe (III)	6-координатный, октаэдрический, высокоспиновый	78,5
Fe (IV )	6-координатный, восьмигранный	72,5
Fe (II)	8-координатный	106
Fe (III)	8-координатный	92

Ионные радиусы Полинга

В этой таблице показаны радиусы Полинга для железа

Ион	Радиус полинга / м	Ссылка периодичности
Fe (I)	–

.