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Ti 22

Titanium (Ti)

transition-metal
周期: 4 族: 4 ブロック: d

Solid

標準原子量

47.867 u

電子配置

[Ar] 4s2 3d2

融点

1667.85 °C

沸点

3286.85 °C

密度

4500 kg/m³

酸化数

−2, −1, 0, +1, +2, +3, +4

電気陰性度(Pauling)

1.54

第1イオン化エネルギー

6.82812 eV

発見年

1791

原子半径

140 pm

詳細

名称の由来 Greek: titanos (Titans).
発見国 England
発見者 William Gregor

Titanium is a light, strong transition metal with a high melting point and exceptional resistance to corrosion in many natural and industrial environments. Its chemistry is dominated by the +4 oxidation state, although +3 and lower states occur in specialized compounds. The metal is abundant in Earth’s crust but is rarely found in concentrated metallic form because it bonds strongly to oxygen and nitrogen. Its combination of low density, strength, and passivation makes it important in aerospace, chemical equipment, pigments, and medical materials.

Titanium, when pure, is a lustrous, white metal. It has a low density, good strength, is easily fabricated, and has excellent corrosion resistance. It is ductile only when it is free of oxygen. The metal, which burns in air, is the only element that burns in nitrogen.

Titanium is resistant to dilute sulfuric and hydrochloric acid, most organic acids, most chlorine gas, and chloride solutions.

Natural titanium is reported to become very radioactive after bombardment with deuterons. The emitted radiations are mostly positrons and hard gamma rays. The metal is dimorphic. The hexagonal alpha form changes to the cubic beta form very slowly at about 880°C. The metal combines with oxygen at red heat, and with chlorine at 550°C.

Titanium metal is considered to be physiologically inert. When pure, titanium dioxide is relatively clear and has an extremely high index of refraction with an optical dispersion higher than diamond.

The name derives from the Latin titans, who were the mythological "first sons of the earth". It was originally discovered by the English clergyman William Gregor in the mineral ilmenite (FeTiO3) in 1791. He called this mineral menachanite and the element menachin, for the Menachan parish where it was found. It was rediscovered in 1795 by the German chemist Martin Heinrich Klaproth, who called it titanium because it had no characteristic properties to use as a name. Titanium metal was first isolated by the Swedish chemists Sven Otto Pettersson and Lars Fredrik Nilson.

Titanium was discovered in 1791 by the Reverend William Gregor, an English pastor. Pure titanium was first produced by Matthew A. Hunter, an American metallurgist, in 1910. Titanium is the ninth most abundant element in the earth's crust and is primarily found in the minerals rutile (TiO2), ilmenite (FeTiO3) and sphene (CaTiSiO5). Titanium makes up about 0.57% of the earth's crust.

From the Latin titans, the first sons of the Earth, Greek mythology.

Discovered by Gregor in 1791; named by Klaproth in 1795. Impure titanium was prepared by Nilson and Pettersson in 1887; however, the pure metal (99.9%) was not made until 1910 when Hunter heated TiCl4 with sodium in a steel bomb.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
140 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
160 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
187 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
金属半径
132 pm 全元素の金属半径を比較 →
密度
4500 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.0106 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
1667.85 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
3286.85 °C 全元素の沸点を比較 →
熱伝導率
21.9 W/(m·K) 全元素の熱伝導率を比較 →
比熱容量
0.523 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
25.06 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
六方最密充填構造 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
1.54 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電気陰性度(Allen)
1.38
電子親和力
0.0755 eV
第1イオン化エネルギー
6.82812 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
13.575547 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
27.491805 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
43.267319 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
99.299342 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
−2, −1, 0, +1, +2, +3, +4 全元素の酸化数を比較 →
価電子
4 全元素の価電子を比較 →
電子配置
[Ar] 4s2 3d2

熱力学的性質

融解熱
0.14665492 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
4.40483 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
4.851531 eV
原子化熱
4.851531 eV
原子化エンタルピー
4.902316 eV

原子核

陽子数
22 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
26 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
29 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
5 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
Ti-48
発見年
1791

存在度

存在度(地殻)
5650 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
0.001 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
295 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 10, 2 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7440-32-6 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
3F2
InChI
InChI=1S/Ti
InChI Key
RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 22
電子 22
電荷 中性
電子配置 Ti: 3d² 4s²
電子配置
測定値
[Ar] 3d² 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d² 4s²
軌道図
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
2/10 2↑
総電子数: 22 不対電子: 2 ?

原子モデル

陽子 22
中性子 26
電子 22
質量数 48
安定性 安定

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

25 / 50 (50 強度データあり:50本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

4873.7200%468.2500%477.4400%495.4100%505.1800%質量数天然存在比(%)
質量数原子質量(u)天然存在比半減期
46 安定45.95262772 ± 0.000000358.2500%安定
47 安定46.95175879 ± 0.000000387.4400%安定
48 安定47.94794198 ± 0.0000003873.7200%安定
49 安定48.94786568 ± 0.000000395.4100%安定
50 安定49.94478689 ± 0.000000395.1800%安定
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(1667.85 °C)より1642.8 °C低い

融点 1667.85 °C
沸点 3286.85 °C
融点との差(下) 1642.8 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
1667.85 °C
沸点 文献値
3286.85 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.14665492 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
4.40483 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
4.851531 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
4500 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
4500 kg/m³

標準条件下

原子スペクトル

全22件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
Ti I 040294964029
Ti II +118724701872
Ti III +2819297819
Ti IV +3863986
Ti V +42524252
Ti VI +5711471
Ti VII +6921392
Ti VIII +7853785
Ti IX +8855085
Ti X +916278162
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
Ti I 0559
Ti II +1253
Ti III +2200
Ti IV +340
Ti V +466
Ti VI +559
Ti VII +662
Ti VIII +744
Ti IX +832
Ti X +983
NIST準位データの収録状況 →
22 Ti 47.867

Titanium — 原子軌道可視化ツール

[Ar]4s23d2
エネルギー準位 2 8 10 2
酸化数 -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Titanium — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
22 Ti 47.867

Titanium — 結晶構造可視化ツール

単純六方格子 · ピアソン記号 hP2
実験値
ピアソン記号 hP2
配位数 12
充填率 74.048%
Titanium — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

電荷配位スピン半径
+26データなし86 pm
+36データなし67 pm
+44データなし42 pm
+45データなし51 pm
+46データなし60.5 pm
+48データなし74 pm

化合物

Ti
47.867 u
Ti+4
47.867 u
Ti
44.958 u
Ti
43.960 u
Ti+2
47.867 u
Ti+3
47.867 u
Ti
46.952 u
Ti
50.947 u
Ti
51.947 u
Ti
45.953 u
Ti
47.948 u
Ti
48.948 u
Ti
49.945 u

同位体 (5)

Natural titanium consists of five isotopes with atomic masses from 46 to 50. All are stable. Eight other unstable isotopes are known.

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
46 安定45.95262772 ± 0.000000358.2500% ± 0.0300%安定
stable
47 安定46.95175879 ± 0.000000387.4400% ± 0.0200%安定
stable
48 安定47.94794198 ± 0.0000003873.7200% ± 0.0300%安定
stable
49 安定48.94786568 ± 0.000000395.4100% ± 0.0200%安定
stable
50 安定49.94478689 ± 0.000000395.1800% ± 0.0200%安定
stable
46 安定
原子質量(u) 45.95262772 ± 0.00000035
天然存在比 8.2500% ± 0.0300%
半減期 安定
崩壊形式
stable
47 安定
原子質量(u) 46.95175879 ± 0.00000038
天然存在比 7.4400% ± 0.0200%
半減期 安定
崩壊形式
stable
48 安定
原子質量(u) 47.94794198 ± 0.00000038
天然存在比 73.7200% ± 0.0300%
半減期 安定
崩壊形式
stable
49 安定
原子質量(u) 48.94786568 ± 0.00000039
天然存在比 5.4100% ± 0.0200%
半減期 安定
崩壊形式
stable
50 安定
原子質量(u) 49.94478689 ± 0.00000039
天然存在比 5.1800% ± 0.0200%
半減期 安定
崩壊形式
stable

スペクトル線

全1717件中50件を表示しています。 初期設定では、強度の測定値があるスペクトル線のみを表示します。

波長(nm)強度電離段階種類遷移精度出典
521.03843 nm21000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3F*測定値NIST
506.46526 nm17000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3D*測定値NIST
519.29686 nm17000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3F*測定値NIST
517.37431 nm15000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3F*測定値NIST
498.17305 nm14000Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*測定値NIST
503.99574 nm14000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3D*測定値NIST
468.19089 nm13000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3G*測定値NIST
499.1066 nm13000Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*測定値NIST
499.9503 nm12000Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*測定値NIST
501.41861 nm11000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3D*測定値NIST
399.86363 nm10000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(1P*) y 3F*測定値NIST
466.75845 nm10000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3G*測定値NIST
500.72093 nm10000Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*測定値NIST
453.32394 nm9200Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*測定値NIST
398.17616 nm8800Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(1P*) y 3F*測定値NIST
398.97582 nm8800Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(1P*) y 3F*測定値NIST
501.42762 nm8700Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*測定値NIST
395.82055 nm8600Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d3.(4F).4p y 3D*測定値NIST
465.64693 nm8400Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3G*測定値NIST
395.63338 nm8000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d3.(4F).4p y 3D*測定値NIST
453.47761 nm7900Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*測定値NIST
394.86705 nm7000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d3.(4F).4p y 3D*測定値NIST
484.08737 nm6600Ti Iemission3d2.4s2 a 1D → 3d2.(1D).4s.4p.(1P*) y 1D*測定値NIST
430.59074 nm6400Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p x 5D*測定値NIST
453.55686 nm6100Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*測定値NIST
394.77683 nm5700Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(1D).4s.4p.(3P*) 3P*測定値NIST
502.00263 nm5100Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*測定値NIST
430.10787 nm4900Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p x 5D*測定値NIST
503.5903 nm4900Ti Iemission3d3.(4F).4s b 3F → 3d3.(4F).4p w 3G*測定値NIST
502.28679 nm4800Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*測定値NIST
453.59176 nm4700Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*測定値NIST
430.05538 nm4400Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p x 5D*測定値NIST
453.60403 nm4000Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*測定値NIST
503.64639 nm4000Ti Iemission3d3.(4F).4s b 3F → 3d3.(4F).4p w 3G*測定値NIST
501.61609 nm3800Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*測定値NIST
451.8022 nm3700Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*測定値NIST
488.50794 nm3700Ti Iemission3d3.(2G).4s a 3G → 3d3.(2G).4p y 3H*測定値NIST
392.45264 nm3600Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d3.(4F).4p y 3D*測定値NIST
402.45711 nm3600Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(1P*) y 3F*測定値NIST
390.47826 nm3500Ti Iemission3d2.4s2 a 1D → 3d2.(1D).4s.4p.(1P*) y 1F*測定値NIST
452.2797 nm3500Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*測定値NIST
502.48444 nm3500Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*測定値NIST
398.24811 nm3400Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3P).4s.4p.(3P*) z 5S*測定値NIST
454.87635 nm3400Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*測定値NIST
455.24533 nm3400Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*測定値NIST
400.89274 nm3300Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(1P*) y 3F*測定値NIST
503.83979 nm3300Ti Iemission3d3.(4F).4s b 3F → 3d3.(4F).4p w 3G*測定値NIST
392.98737 nm3200Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d3.(4F).4p y 3D*測定値NIST
429.86657 nm3200Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p x 5D*測定値NIST
489.99088 nm3200Ti Iemission3d3.(2G).4s a 3G → 3d3.(2G).4p y 3H*測定値NIST

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
136 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
117 pm
共有結合半径(Pyykkö、三重結合)
108 pm
共有結合半径(Bragg)
140 pm

ファンデルワールス半径

Batsanov
215 pm
Alvarez
246 pm
UFF
317.5 pm
MM3
239 pm

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
257 pm
金属半径(C12)
147 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
43
Pettifor
51
Glawe
51

電気陰性度の尺度

Ghosh
0
Miedema
4
Gunnarsson–Lundqvist
5
Robles–Bartolotti
4

分極率と分散

双極子分極率
100 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
10 a.u.
C₆
1044 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
1200 Ha·Bohr6

化学親和力

プロトン親和力
876 kJ/mol
気相塩基性
853.7 kJ/mol

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
10.58 cm3/mol
ミーデマ電子密度
4

供給リスクと経済性

生産集中度
21
相対供給リスク
5
埋蔵量の分布
29
政治的安定性(最大生産国)
81
政治的安定性(最大埋蔵国)
24

相転移と同素体

融点1943.15 K
沸点3560.15 K

酸化数の分類

−1 extended
+2 extended
−2 extended
+3 extended
0 extended
+1 extended
+4 main

専門参考データ

遮蔽定数 (7)
n軌道σ
1s0.5591
2p3.9352
2s6.6234
3d13.8586
3p11.8963
3s10.9669
4s17.1832
結晶半径の詳細 (6)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
2VI100estimated,
3VI81from r^3 vs V plots,
4IV56calculated,
4V65calculated,
4VI74.5from r^3 vs V plots,
4VIII88calculated,
同位体の崩壊形式 (47)
同位体モード強度
37p—
382p—
39B+100%
39B+p93.7%
392p—
40B+100%
40B+p95.8%
41B+100%
41B+p91.1%
42B+100%
X線散乱因子 (530)
エネルギー (eV)f₁f₂
10—1.51668
10.1428—1.54246
10.3068—1.57217
10.4735—1.60245
10.6429—1.63331
10.8151—1.66477
10.99—1.70636
11.1677—1.75257
11.3484—1.80003
11.5319—1.84878

追加データ

Sources

Sources of this element.

Titanium is present in meteorites and the sun. Rocks obtained during the Apollo 17 lunar mission showed presence of 12.1% TiO2; rocks obtained during earlier Apollo missions show lower percentages.

Titanium oxide bands are prominent in the spectra of M-type stars. The element is the ninth most abundant in the crust of the earth. Titanium is almost always present in igneous rocks and in the sediments derived from them.

It occurs in the minerals rutile, ilmenite, and sphene, and is present in titanates and in many iron ores. Titanium is present in ash of coal, in plants, and in human body.

The metal was a laboratory curiosity until Kroll, in 1946, showed that titanium could be produced commercially by reducing titanium tetrachloride with magnesium. This method is still largely used for producing the metal. The metal can be purified by decomposing the iodide.

参考文献 (1)

参考文献

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Ti

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Titanium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

ライセンスに関する注記: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Titanium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

ライセンスに関する注記: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Titanium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Titanium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Titanium

This section provides all form of data related to element Titanium.

9 PubChem Elements
Titanium

The element property data was retrieved from publications.

最終更新:

データ検証済み:

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