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钛(Ti)
钛(titanium)是一种化学元素,化学符号Ti,原子序数22,是一种银白色的过渡金属,其特征为重量轻、强度高、具金属光泽,亦有良好的抗腐蚀能力(包括海水、王水及氯气)。由于其稳定的化学性质,良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱,以及高强度、低密度,被美誉为“太空金属”。钛于1791年由格雷戈尔(William Gregor)于英国康沃尔郡发现,并由克拉普罗特(Martin Heinrich Klaproth)用希腊神话的泰坦为其命名。钛的矿石主要有钛铁矿及金红石,广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法或亨特法。钛最常见的化合物,二氧化钛可用于制造白色颜料。其他化合物还包括四氯化钛(TiCl4)(作催化剂及用于制造烟幕或空中文字)及三氯化钛(TiCl3)(用于催化聚丙烯的生产)。
钛能与铁、铝、钒或钼等其他元素熔成合金,造出高强度的轻合金,在各方面有着广泛的应用,包括航天(喷气发动机、导弹及航天器)、军事、工业程序(化工与石油制品、海水淡化及造纸)、汽车、农产食品、医学(义肢、骨科移植及牙科器械与填充物)、运动用品、珠宝及手机等等。
钛最有用的两个特性是,抗腐蚀性,及金属中最高的强度-重量比。在非合金的状态下,钛的强度跟某些钢相若,但却还要轻45%。有两种同素异形体和五种天然的同位素,由46Ti到50Ti,其中丰度最高的是48Ti(73.8%)。钛的化学性质及物理性质和锆相似,这是因为两者的价电子数目相同,并于元素周期表中同属一族。

元素名称 元素符号 Ti 原子序数 22 相对原子质量
(12C=12.0000)
47.867
英文名称 Titanium
原子结构 原子半径(?) 2 原子体积(cm3/mol) 10.64 电子模型

电子构型 1s22s2p63s2p6d24s2 离子半径(?) 0.605
共价半径(?) 10.64 氧化态 4
发现 1791年由 Rev. W. Gregor (英国,康沃尔)发现, 在1795年, M.H. Klaproth ( 德国,柏林)也发现了该元素。
命名起源 after the 'Titans' (Greek myth.)
来源 通常以矿物钛铁矿(ilmenite,FeTiO3)或金红石(rutile,TiO2)存在于自然界,也有含钛的磁铁矿,榍石和铁矿。
用途 强度高,耐酸,用于合金的制造,钛白粉用作油漆、橡胶和纸的颜料,也用作轻质材料的制造。
物理性质 状态 纯钛为有光泽的白色金属,强度是钢的两倍,比刚轻45%,比铝重60%。 熔 点(℃) 1660° 沸 点(℃) 3287
密度(g/cc,300K) - 比 热(J/gK) 0.52 蒸发热(KJ/mol) 421
熔化热(KJ/mol) 15.45 导电率(106/cm) 0.0234 导热系数(W/cmK) 0.219
自燃点(℃) - 闪 点(℃) -
化学性质
地质数据 丰 度 滞留时间(年) 50 太阳
(相对于 H=1×1012)
1.12×105
海水中(ppm) 4.8×10-4 地壳(ppm) 5600 大西洋表面 -
太平洋表面 - 大气(ppm(体积)) - 大西洋深处 -
太平洋深处 -
生物数据 人体中含量 肝(ppm) 1.2-4.7
器官中 肌肉(ppm) 0.9-2.2
血(mg dm-3) 0.054 日摄入量(mg) 0.8
骨(ppm) - 人(70Kg)均体内总量(mg) 20

钛的同位素信息
同位素 % 质量 自旋 核磁矩 磁旋比 Q 频率 吸收率
[44] 0 43.95969
[45] 0 44.958124
46 8 45.95263
47 7.3 46.951763 5/2 -0.93294 -1.5105 30.2 5.637534 1.56×10-4
48 73.8 47.947947
49 5.5 48.947871 7/2 -1.25201 -1.51095 24.7 5.639037 2.05×10-4
50 5.4 49.944792
[51] 0 50.946616

上一个元素: Sc 钪 Scandium
下一个元素: V 钒 Vanadium
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