Titan (element)

Titán (latinsko titanium) je kemični element, ki ima v periodnem sistemu simbol Ti in atomsko število 22. Titan je kot lahka, trdna, belo-metalna, svetlikava prehodna kovina. Odporna je nakorozijo, tako na morsko vodo, aqua regio in klor. Uporablja pri trdnih lahkih zlitinah in kot TiO2 v belih pigmentih. Ta element se pojavlja v številnih mineralih; glavna vira sta predvsem rutil in ilmenit.

Titan, 22Ti
Titan-crystal bar.JPG
Titan
IzgovarjavaIPA: [tiˈtaːn]
Videzsrebrna, sivo-bela kovina
Standardna atomska teža Ar, std(Ti)47,867(1)[1]
Titan v periodnem sistemu
Vodik Helij
Litij Berilij Bor Ogljik Dušik Kisik Fluor Neon
Natrij Magnezij Aluminij Silicij Fosfor Žveplo Klor Argon
Kalij Kalcij Skandij Titan Vanadij Krom Mangan Železo Kobalt Nikelj Baker Cink Galij Germanij Arzen Selen Brom Kripton
Rubidij Stroncij Itrij Cirkonij Niobij Molibden Tehnecij Rutenij Rodij Paladij Srebro Kadmij indij Kositer Antimon Telur Jod Ksenon
Cezij Barij Lantan Cerij Prazeodim Neodim Prometij Samarij Evropij Gadolinij Terbij Disprozij Holmij Erbij Tulij Iterbij Lutecij Hafnij Tantal Volfram Renij Osmij Iridij Platina Zlato Živo srebro Talij Svinec Bizmut Polonij Astat Radon
Francij Radij Aktinij Torij Protaktinij Uran Neptunij Plutonij Americij Kirij Berkelij Kalifornij Ajnštajnij Fermij Mendelevij Nobelij Lavrencij Raderfordij Dubnij Siborgij Borij Hasij Majtnerij Darmštatij Rentgenij Kopernicij Nihonij Flerovij Moskovij Livermorij Tenes Oganeson


Ti

Zr
skandijtitanvanadij
Vrstno število (Z)22
Skupinaskupina 4
Periodaperioda 4
Blok  blok d
Razporeditev elektronov[Ar] 3d2 4s2
Razporeditev elektronov po lupini2, 8, 10, 2
Fizikalne lastnosti
Faza snovi pri STPtrdnina
Tališče1668 °C
Vrelišče3287 °C
Gostota (blizu s.t.)4,506 g/cm3
v tekočem stanju (pri TT)4,11 g/cm3
Talilna toplota14,15 kJ/mol
Izparilna toplota425 kJ/mol
Toplotna kapaciteta25,060 J/(mol·K)
Parni tlak
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T (°C) 1.709 1.898 2.130 2.419 2.791 3.285
Lastnosti atoma
Oksidacijska stanja−2, −1, 0,[2] +1, +2, +3, +4[3] (amfoterni oksid)
ElektronegativnostPaulingova lestvica: 1,54
Ionizacijske energije
  • 1.: 658,8 kJ/mol
  • 2.: 1309,8 kJ/mol
  • 3.: 2652,5 kJ/mol
  • (več)
Atomski polmerempirično: 147 pm
Kovalentni polmer160±8 pm
Barvne črte v spektralnem obsegu
Spektralne črte titana
Druge lastnosti
Pojavljanje v naraviprvobitno
Kristalna strukturaheksagonalna gosto zložena (hgz)
Hexagonal close packed kristalna struktura za titan
Hitrost zvoka tanka palica5090 m/s (pri r.t.)
Temperaturni raztezek8,6 µm/(m·K) (pri 25 °C)
Toplotna prevodnost21,9 W/(m·K)
Električna upornost420 nΩ·m (pri 20 °C)
Magnetna ureditevparamagnetik
Magnetna susceptibilnost+153,0·10−6 cm3/mol (293 K)[4]
Youngov modul116 GPa
Strižni modul44 GPa
Stisljivostni modul110 GPa
Poissonovo razmerje0,32
Mohsova trdota6,0
Trdota po Vickersu830–3420 MPa
Trdota po Brinellu716–2770 MPa
Številka CAS7440-32-6
Zgodovina
OdkritjeWilliam Gregor (1791)
Prva izolacijaJöns Jakob Berzelius (1825)
PoimenovalMartin Heinrich Klaproth (1795)
Najpomembnejši izotopi titana
Izo­top Pogos­tost Razpolovni čas (t1/2) Razpadni način Pro­dukt
44Ti sint. 63 y ε 44Sc
γ
46Ti 8,25% stabilen
47Ti 7,44% stabilen
48Ti 73,72% stabilen
49Ti 5,41% stabilen
50Ti 5,18% stabilen
Kategorija Kategorija: Titan
prikaži · pogovor · uredi · zgodovina | reference
Članek se nanaša na kemijski element titan. Za druge pomene glej Titan (razločitev).

Titan je v Cornwallu v Veliki Britaniji odkril William Gregor leta 1791, Martin Heinrich Klaproth pa ga je poimenoval po Titanih grške mitologije. Element se nahaja v številnih nahajališčih mineralov, predvsem kot rutil in ilmenit; najdemo ga v skoraj vseh živih bitjih, pa tudi v vodnih telesih, kamninah in tleh. Kovina se pridobiva iz glavnih mineralnih rud s postopki Kroll in Hunter. Najpogostejša spojina, titanov dioksid, je priljubljen fotokatalizator in se uporablja pri izdelavi belih pigmentov. Druge spojine vključujejo titanov tetraklorid (TiCl4), sestavni del dimnih zaves in katalizatorjev; in titanov triklorid (TiCl3), ki se uporablja kot katalizator pri proizvodnji polipropilena.

Titan se uporablja v zlitinah z železom, aluminijem, vanadijem in molibdenom pri izdelavi močnih, lahkih zlitin za vesoljsko industrijo (reaktivni motorji, rakete in vesoljska plovila), za vojaške in industrijske procese (kemikalije in petrokemikalije, naprave za razsoljevanje, celuloza, in papir), avtomobilizem, kmetijstvo (kmetovanje), medicinske proteze, ortopedske vsadke, zobne in endodontske instrumente in orodja, športno opremo, nakit, mobilne telefone in drugo.

Dve najbolj uporabni lastnosti kovine sta odpornost proti koroziji in razmerje med trdnostjo in gostoto, ki je med kovinskimi elementi najvišje: titan je v svojem nelegiranem stanju močan kot nekatera jekla, vendar ima ni#jpo gostoto. Obstajata dve alotropni obliki in pet naravnih izotopov tega elementa, 46Ti do 50Ti, pri čemer je 48Ti najbolj pogosten (73,8 %). Čeprav imata titan in cirkonij enako število valentnih elektronov in sta v periodni tabeli v isti skupini, se razlikujeta po številnih kemijskih in fizikalnih lastnostih.

ZgodovinaUredi

Element titan je leta 1791 v Creedu, Cornwall v Angliji opazil angleški duhovnik in amaterski kemik William Gregor. Nekaj let kasneje ga je nemški kemik Heinrich Klapproth odkril v rutilu. Leta 1795 je odkriti element poimenoval titan po titanih iz grške mitologije.

GospodarstvoUredi

Velik proizvajalec TiO2 je Cinkarna iz Celja, ki je eden največjih tovrstnih proizvajalcev v Evropi. Titanov dioksid (TiO2) je osnovni material za beljenje oz. barvanje sten prostorov in stavb

SkliciUredi

  1. Meija, Juris; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. Jilek, Robert E.; Tripepi, Giovanna; Urnezius, Eugenijus; Brennessel, William W.; Young, Victor G., Jr.; Ellis, John E. (2007). "Zerovalent titanium–sulfur complexes. Novel dithiocarbamato derivatives of Ti(CO)6: [Ti(CO)4(S2CNR2)]". Chem. Commun. (25): 2639–2641. doi:10.1039/B700808B. PMID 17579764.
  3. Andersson, N.; et al. (2003). "Emission spectra of TiH and TiD near 938 nm" (PDF). J. Chem. Phys. 118 (8): 10543. Bibcode:2003JChPh.118.3543A. doi:10.1063/1.1539848.
  4. Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. str. E110. ISBN 0-8493-0464-4.

Zunanje povezaveUredi

  • Titan v periodnem sistemu video posnetkov (Univerza v Nottinghamu)