← К таблице
Ti 22

Титан (Ti)

Переходный металл
Период: 4 Группа: 4 Блок: s

Твёрдое тело

Стандартный атомный вес

47.867 u

Электронная конфигурация

[Ar] 4s2 3d2

Температура плавления

1667.85 °C (1941 K)

Температура кипения

3286.85 °C (3560 K)

Плотность

4500 kg/m³

Степени окисления

−2, −1, 0, +1, +2, +3, +4

Электроотрицательность (Полинг)

1.54

Энергия ионизации (1-я)

Год открытия

1791

Атомный радиус

140 pm

Дополнительно

Происхождение названия Греческое: titanos (Титаны).
Страна открытия Англия
Первооткрыватели Уильям Грегор

Титан — лёгкий прочный переходный металл с высокой температурой плавления и исключительной устойчивостью к коррозии во многих природных и промышленных средах. Его химия определяется степенью окисления +4, хотя в специализированных соединениях встречаются +3 и более низкие степени. Металл распространён в земной коре, но редко встречается в концентрированной металлической форме, поскольку прочно связывается с кислородом и азотом. Сочетание низкой плотности, прочности и пассивации делает его важным для аэрокосмической отрасли, химического оборудования, пигментов и медицинских материалов.

Титан в чистом виде — блестящий белый металл. Он имеет низкую плотность, хорошую прочность, легко поддаётся обработке и обладает отличной коррозионной стойкостью. Он пластичен только тогда, когда свободен от кислорода. Металл, который горит на воздухе, — единственный элемент, который горит в азоте.

Титан устойчив к разбавленной серной и соляной кислотам, большинству органических кислот, большинству хлора и растворам хлоридов.

Сообщается, что природный титан становится очень радиоактивным после бомбардировки дейтронами. Испускаемое излучение в основном состоит из позитронов и жёстких гамма-лучей. Металл диморфен. Гексагональная альфа-форма очень медленно переходит в кубическую бета-форму примерно при 880°C. Металл соединяется с кислородом при красном калении и с хлором при 550°C.

Металлический титан считается физиологически инертным. В чистом виде диоксид титана относительно прозрачен и имеет чрезвычайно высокий показатель преломления с оптической дисперсией выше, чем у алмаза.

Название происходит от латинского titans, которые были мифологическими «первыми сыновьями земли». Впервые он был открыт английским священником Уильямом Грегором в минерале ильмените (FeTiO3) в 1791 году. Он назвал этот минерал менаханитом, а элемент — менахином, по приходу Менакан, где он был найден. Он был заново открыт в 1795 году немецким химиком Мартином Генрихом Клапротом, который назвал его титаном, поскольку он не обладал характерными свойствами, которые можно было бы использовать в качестве названия. Металлический титан впервые был выделен шведскими химиками Свеном Отто Петтерссоном и Ларсом Фредриком Нильсоном.

Титан был открыт в 1791 году преподобным Уильямом Грегором, английским пастором. Чистый титан впервые был получен Мэтью А. Хантером, американским металлургом, в 1910 году. Титан — девятый по распространенности элемент земной коры и в основном встречается в минералах рутиле (TiO2), ильмените (FeTiO3) и сфене (CaTiSiO5). Титан составляет около 0,57% земной коры.

От латинского titans, первых сынов Земли, в греческой мифологии.

Открыт Грегором в 1791 году; назван Клапротом в 1795 году. Нечистый титан был получен Нильсоном и Петтерссоном в 1887 году; однако чистый металл (99,9%) был получен только в 1910 году, когда Хантер нагрел TiCl4 с натрием в стальном бомбе.

Читать про Титан на Википедии

Изображения

Свойства

Физические

Атомный радиус (эмпир.) 140 pm
Ковалентный радиус 160 pm
Радиус Ван-дер-Ваальса 187 pm
Металлический радиус 132 pm
Плотность
Молярный объём 0.0106 L/mol
Агрегатное состояние (НУ) solid
Температура плавления 1667.85 °C
Температура кипения 3286.85 °C
Теплопроводность 21.9 Вт/(м·К)
Удельная теплоёмкость 0.523 Дж/(г·К)
Молярная теплоёмкость 25.06 Дж/(моль·К)
Кристаллическая структура hcp

Химические

Электроотрицательность (Полинг) 1.54
Электроотрицательность (Аллен) 1.38
Сродство к электрону
Энергия ионизации (1-я)
Энергия ионизации (2-я)
Энергия ионизации (3-я)
Энергия ионизации (4-я)
Энергия ионизации (5-я)
Степени окисления −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4
Валентные электроны 4
Электронная конфигурация
Электронная конфигурация (сокр.)

Термодинамические

Теплота плавления 0.14665492 eV
Теплота парообразования 4.40483 eV
Теплота возгонки 4.851531 eV
Теплота атомизации 4.851531 eV
Энтальпия атомизации

Ядерные

Стабильные изотопы 5
Год открытия 1791

Распространённость

Распространённость (земная кора) 5650 мг/кг
Распространённость (океан)

Реакционная способность

N/A

Кристаллическая структура

Параметр решётки a 295 pm

Электронная структура

Электронов на оболочке 2, 8, 10, 2

Идентификаторы

Номер CAS 7440-32-6
Термный символ
InChI InChI=1S/Ti
InChI Key RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N

Электронная конфигурация Measured

Заряд иона
Протоны 22
Электроны 22
Заряд Neutral
Конфигурация Ti: 3d² 4s²
Electron configuration
Measured
[Ar] 3d² 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d² 4s²
Orbital diagram
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
2/10 2↑
Всего электронов: 22 Неспаренных: 2 ?

Модель атома

Protons 22
Neutrons 26
Electrons 22
Mass number 48
Stability Стабильный

Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.

Схематическая модель атома, не в масштабе.

Атомный отпечаток

Спектр испускания / поглощения

25 / 50 (50 with intensity)
Measured
Испускание Видимый: 380–750 нм
Источник: NIST Atomic Spectra Database Длины волн в воздухе

Распределение изотопов

4873.7200%468.2500%477.4400%495.4100%505.1800%Массовое числоПриродная распространённость (%)
Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспада
46 Стабильный45,95262772 ± 0,000000358.2500%Стабильный
47 Стабильный46,95175879 ± 0,000000387.4400%Стабильный
48 Стабильный47,94794198 ± 0,0000003873.7200%Стабильный
49 Стабильный48,94786568 ± 0,000000395.4100%Стабильный
50 Стабильный49,94478689 ± 0,000000395.1800%Стабильный
Measured

Фазовое состояние

1 атм / 101,325 кПа
Твёрдое 25 °C (298.15 K)

Причина: на 1642.8 °C ниже точки плавления (1667.85 °C)

Температура плавления 1667.85 °C
Температура кипения 3286.85 °C
Ниже точки плавления на 1642.8 °C
0 K Текущая температура: 25 °C 6000 K
Шкала фаз

Схематично, не в масштабе

Solid
Liquid
Gas
Melting
Boiling
25°C
Твёрдое
Жидкое
Газообразное
Текущая

Точки фазовых переходов

Температура плавления Literature
1667.85 °C
Температура кипения Literature
3286.85 °C
Текущая фаза Calculated
Твёрдое

Энергии переходов

Теплота плавления Literature
0.14665492 eV

Энергия для плавления 1 моля при tплав

Теплота испарения Literature
4.40483 eV

Энергия для испарения 1 моля при tкип

Теплота возгонки Literature
4.851531 eV

Энергия для возгонки 1 моля при tвозг

Плотность

Справочная плотность Literature
4500 kg/m³

При нормальных условиях

Текущая плотность Calculated
4500 kg/m³

При нормальных условиях

Атомные спектры

Показано 10 из 22 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).

Состав спектральных линий ?

IonЗарядTotal linesTransition probabilitiesLevel designations
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 Lines Holdings →

Состав энергетических уровней ?

IonЗарядLevels
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 Levels Holdings →
22 Ti 47.867

Titanium — Визуализатор атомных орбиталей

[Ar]4s23d2
Уровни энергии 2 8 10 2
Степени окисления -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Titanium — превью визуализатора атомных орбиталей
Three.js загружается только по запросу
22 Ti 47.867

Titanium — Визуализатор кристаллической структуры

Primitive Hexagonal · Pearson hP2
Экспериментальные
Pearson hP2
Коорд. № 12
Упаковка 74.048%
Titanium — превью визуализатора кристаллической решётки
Three.js загружается только по запросу

Ионные радиусы

ЗарядКоординацияСпинРадиус
+26N/A86 пм
+36N/A67 пм
+44N/A42 пм
+45N/A51 пм
+46N/A60.5 пм
+48N/A74 пм

Соединения

Ti
47.867 а.е.м.
Ti+4
47.867 а.е.м.
Ti
44.958 а.е.м.
Ti
43.960 а.е.м.
Ti+2
47.867 а.е.м.
Ti+3
47.867 а.е.м.
Ti
46.952 а.е.м.
Ti
50.947 а.е.м.
Ti
51.947 а.е.м.
Ti
45.953 а.е.м.
Ti
47.948 а.е.м.
Ti
48.948 а.е.м.
Ti
49.945 а.е.м.

Изотопы (5)

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

Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспадаРежим распада
46 Стабильный45,95262772 ± 0,000000358.2500% ± 0.0300%Стабильный
stable
47 Стабильный46,95175879 ± 0,000000387.4400% ± 0.0200%Стабильный
stable
48 Стабильный47,94794198 ± 0,0000003873.7200% ± 0.0300%Стабильный
stable
49 Стабильный48,94786568 ± 0,000000395.4100% ± 0.0200%Стабильный
stable
50 Стабильный49,94478689 ± 0,000000395.1800% ± 0.0200%Стабильный
stable
46 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 45,95262772 ± 0,00000035
Природная распространённость 8.2500% ± 0.0300%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable
47 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 46,95175879 ± 0,00000038
Природная распространённость 7.4400% ± 0.0200%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable
48 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 47,94794198 ± 0,00000038
Природная распространённость 73.7200% ± 0.0300%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable
49 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 48,94786568 ± 0,00000039
Природная распространённость 5.4100% ± 0.0200%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable
50 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 49,94478689 ± 0,00000039
Природная распространённость 5.1800% ± 0.0200%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable

Спектральные линии

Показано 50 из 1717 Спектральные линии. По умолчанию показаны только спектральные линии с измеренной интенсивностью.

Длина волны (нм)ИнтенсивностьСтадия ионизацииТипПереходТочностьИсточник
521.03843 нм21000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3F*ИзмереноNIST
506.46526 нм17000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3D*ИзмереноNIST
519.29686 нм17000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3F*ИзмереноNIST
517.37431 нм15000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3F*ИзмереноNIST
498.17305 нм14000Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*ИзмереноNIST
503.99574 нм14000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3D*ИзмереноNIST
468.19089 нм13000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3G*ИзмереноNIST
499.1066 нм13000Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*ИзмереноNIST
499.9503 нм12000Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*ИзмереноNIST
501.41861 нм11000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3D*ИзмереноNIST
399.86363 нм10000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(1P*) y 3F*ИзмереноNIST
466.75845 нм10000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3G*ИзмереноNIST
500.72093 нм10000Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*ИзмереноNIST
453.32394 нм9200Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*ИзмереноNIST
398.17616 нм8800Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(1P*) y 3F*ИзмереноNIST
398.97582 нм8800Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(1P*) y 3F*ИзмереноNIST
501.42762 нм8700Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*ИзмереноNIST
395.82055 нм8600Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d3.(4F).4p y 3D*ИзмереноNIST
465.64693 нм8400Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(3P*) z 3G*ИзмереноNIST
395.63338 нм8000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d3.(4F).4p y 3D*ИзмереноNIST
453.47761 нм7900Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*ИзмереноNIST
394.86705 нм7000Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d3.(4F).4p y 3D*ИзмереноNIST
484.08737 нм6600Ti Iemission3d2.4s2 a 1D → 3d2.(1D).4s.4p.(1P*) y 1D*ИзмереноNIST
430.59074 нм6400Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p x 5D*ИзмереноNIST
453.55686 нм6100Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*ИзмереноNIST
394.77683 нм5700Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(1D).4s.4p.(3P*) 3P*ИзмереноNIST
502.00263 нм5100Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*ИзмереноNIST
430.10787 нм4900Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p x 5D*ИзмереноNIST
503.5903 нм4900Ti Iemission3d3.(4F).4s b 3F → 3d3.(4F).4p w 3G*ИзмереноNIST
502.28679 нм4800Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*ИзмереноNIST
453.59176 нм4700Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*ИзмереноNIST
430.05538 нм4400Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p x 5D*ИзмереноNIST
453.60403 нм4000Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*ИзмереноNIST
503.64639 нм4000Ti Iemission3d3.(4F).4s b 3F → 3d3.(4F).4p w 3G*ИзмереноNIST
501.61609 нм3800Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*ИзмереноNIST
451.8022 нм3700Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*ИзмереноNIST
488.50794 нм3700Ti Iemission3d3.(2G).4s a 3G → 3d3.(2G).4p y 3H*ИзмереноNIST
392.45264 нм3600Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d3.(4F).4p y 3D*ИзмереноNIST
402.45711 нм3600Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(1P*) y 3F*ИзмереноNIST
390.47826 нм3500Ti Iemission3d2.4s2 a 1D → 3d2.(1D).4s.4p.(1P*) y 1F*ИзмереноNIST
452.2797 нм3500Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*ИзмереноNIST
502.48444 нм3500Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5G*ИзмереноNIST
398.24811 нм3400Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3P).4s.4p.(3P*) z 5S*ИзмереноNIST
454.87635 нм3400Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*ИзмереноNIST
455.24533 нм3400Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p y 5F*ИзмереноNIST
400.89274 нм3300Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d2.(3F).4s.4p.(1P*) y 3F*ИзмереноNIST
503.83979 нм3300Ti Iemission3d3.(4F).4s b 3F → 3d3.(4F).4p w 3G*ИзмереноNIST
392.98737 нм3200Ti Iemission3d2.4s2 a 3F → 3d3.(4F).4p y 3D*ИзмереноNIST
429.86657 нм3200Ti Iemission3d3.(4F).4s a 5F → 3d3.(4F).4p x 5D*ИзмереноNIST
489.99088 нм3200Ti Iemission3d3.(2G).4s a 3G → 3d3.(2G).4p y 3H*ИзмереноNIST

Расширенные свойства

Ковалентные радиусы (расш.)

Ковалентный радиус (Пюккё)  
Ковалентный радиус (Пюккё, двойная связь)  
Ковалентный радиус (Пюккё, тройная связь)  
Ковалентный радиус (Брэгг)  

Радиусы Ван-дер-Ваальса

Batsanov  
Alvarez  
UFF  
MM3  

Атомные и металлические радиусы

Атомный радиус (Рам)  
Металлический радиус (C12)  

Шкалы нумерации

Mendeleev
Pettifor
Glawe

Шкалы электроотрицательности

Ghosh
Miedema
Gunnarsson–Lundqvist
Robles–Bartolotti

Поляризуемость и дисперсия

Дипольная поляризуемость  
Дипольная поляризуемость (погр.)  
C₆  
C₆ (Gould–Bučko)  

Химическое сродство

Сродство к протону  
Основность в газовой фазе  

Параметры Мидемы

Молярный объём Мидемы  
Электронная плотность Мидемы

Риск поставок и экономика

Концентрация производства
Относительный риск поставок
Распределение запасов
Политическая стабильность (топ-производитель)
Политическая стабильность (топ-запасы)

Фазовые переходы и аллотропы

Температура плавления1943.15 K
Температура кипения3560.15 K

Категории степеней окисления

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

Расширенные справочные данные

Константы экранирования (7)
nОрбитальσ
1s0.5591
2p3.9352
2s6.6234
3d13.8586
3p11.8963
3s10.9669
4s17.1832
Детализация кристаллических радиусов (6)
ЗарядCNСпинrcrystal (pm)Источник
2VI100estimated,
3VI81from r^3 vs V plots,
4IV56calculated,
4V65calculated,
4VI74.5from r^3 vs V plots,
4VIII88calculated,
Режимы распада изотопов (47)
ИзотопРежимИнтенсивность
37p—
382p—
39B+100%
39B+p93.7%
392p—
40B+100%
40B+p95.8%
41B+100%
41B+p91.1%
42B+100%
Факторы рассеяния X‑лучей (530)
Энергия (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

Дополнительные данные

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.

Источники (1)

Источники

(9)
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.

Посетить источник Лицензия
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.

Посетить источник Лицензия
Примечание к лицензии: 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/

Посетить источник Лицензия
Примечание к лицензии: 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.

Посетить источник Лицензия
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

Посетить источник Лицензия
8 PubChem Elements
Titanium

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

Лицензия
9 PubChem Elements
Titanium

The element property data was retrieved from publications.

Лицензия

Последнее обновление:

Данные проверены:

Содержимое проверено на основе последних научных данных.