תכונות כימיות ופיזיות של טיטניום

טיטניום הוא מתכת חזקה המשמשת בשתלים אנושיים, כלי טיס, ומוצרים רבים אחרים. להלן עובדות על מרכיב שימושי זה:

• מספר אטומי טיטניום: 22
• סמל: טי
• משקל אטומי: 47.88
• גילוי: ויליאם גרגור 1791 (אנגליה)
• תצורת האלקטרון: [Ar] 4s² 3d²
• מקור המילה: טיטנים לטיניים: במיתולוגיה, הבנים הראשונים של כדור הארץ

ישנם 26 איזוטופים ידועים של טיטניום שנעים בין Ti-38 ל- Ti-63. לטיטניום חמש איזוטופים יציבים עם מסות אטומיות 46-50. האיזוטופ השופע ביותר הוא Ti-48, המהווה 73.8% מכל הטיטניום הטבעי.

לטיטניום א נקודת המסה של 1660 +/- 10 מעלות צלזיוס, נקודת רתיחה של 3287 מעלות צלזיוס, כוח משיכה ספציפי של 4.54, עם א ערכיות של 2, 3 או 4. טיטניום טהור הוא מתכת לבנה זוהר עם צפיפות נמוכה, חוזק גבוה ועמידות בפני קורוזיה גבוהה. הוא עמיד לדלול גופרית מדוללת חומצות הידרוכלוריות, גז כלור לח, רוב החומצות האורגניות ופתרונות כלוריד. טיטניום הוא רקיע רק כאשר הוא נטול חמצן. טיטניום שורף באוויר והוא היסוד היחיד שורף בחנקן.

הטיטניום הוא דימורפי, כאשר המשושה צורה המשתנה אט אט לצורת b מעוקבת סביב 880 מעלות צלזיוס. המתכת משתלבת עם חמצן בטמפרטורות חום אדומות ועם כלור ב 550 מעלות צלזיוס. טיטניום חזק כמו פלדה, אך הוא בהיר ב -45%. המתכת אמנם כבדה ב -60% מאלומיניום, אך היא חזקה כפליים.

מתכות טיטניום נחשבות אינרטיות מבחינה פיזיולוגית. דו תחמוצת טיטניום טהורה ברורה למדי, עם אינדקס שבירה גבוה במיוחד ופיזור אופטי גבוה מזה של יהלום. טיטניום טבעי הופך להיות רדיואקטיבי ביותר לאחר הפגזה עם דיאוטרונים.

טיטניום חשוב לסגסוגת אלומיניום, מוליבדן, ברזל, מנגן ומתכות אחרות. סגסוגות טיטניום משמשות במצבים בהם יש צורך בחוזק קל וביכולת לעמוד בקיצוניות בטמפרטורה (למשל, יישומי תעופה וחלל). ניתן להשתמש בטיטניום במפעלי התפלה. המתכת משמשת לעיתים קרובות לרכיבים שחייבים להיחשף למי ים. ניתן להשתמש באנודה של טיטניום המצופה פלטינה כדי לספק הגנה בפני קורוזיה מפני מי ים.

מכיוון שהוא אינרטי בגוף, למתכת טיטניום יש יישומים כירורגיים. טיטניום דו חמצני משמש לייצור אבני חן מעשה ידי אדם, אם כי האבן המתקבלת היא יחסית רכה. הכוכביות של ספירי כוכבים ואבני אודם היא תוצאה של נוכחות TiO₂. טיטניום דו חמצני משמש בצבע בית ובצבע אמנים. הצבע קבוע ומספק כיסוי טוב. זהו משקף מעולה של קרינת אינפרא אדום. הצבע משמש גם במצפי כוכבים.

פיגמנטים של תחמוצת טיטניום מהווים את השימוש הגדול ביותר באלמנט. תחמוצת טיטניום משמשת בחלק מהקוסמטיקה לפיזור האור. טיטניום טטרכלוריד משמש להחדרת הזיהוי של זכוכית. מכיוון שהמתחם אדי חזק באוויר, הוא משמש גם לייצור מסכי עשן.

טיטניום הוא התשיעי ביותר אלמנט שופע בקרום כדור הארץ. כמעט תמיד הוא נמצא בסלעים עורקים. הוא מתרחש ברוטיל, אילמניט, ספין, ורבים מעופרי ברזל וטיטנאטים. טיטניום נמצא באפר פחם, בצמחים ובגוף האדם. טיטניום נמצא בשמש ובמטאוריטים. סלעים ממשימת אפולו 17 לירח הכילו עד 12.1% TiO₂. סלעים ממשימות קודמות הראו אחוזים נמוכים יותר של טיטניום דו חמצני. להקות תחמוצת טיטניום נראות בספקטרום של כוכבים מסוג M. בשנת 1946 הראה קרול שאפשר לייצר טיטניום באופן מסחרי על ידי הפחתת טטרכלוריד טיטניום עם מגנזיום.

• סיווג אלמנטים:מתכת מעבר
• צפיפות (g / cc): 4.54
• נקודת התכה (K): 1933
• נקודת רתיחה (K): 3560
• מראה חיצוני: מתכת מבריקה ואפורה כהה
• רדיוס אטומי (אחר הצהריים): 147
• נפח אטומי (סמ"ק / מול): 10.6
• רדיוס קוולנטי (אחר הצהריים): 132
• רדיוס איוני: 68 (+ 4e) 94 (+ 2e)
• חום ספציפי (@ 20 ° C J / g מול): 0.523
• פיוז'ן חום (kJ / mol): 18.8
• חום אידוי (kJ / mol): 422.6
• טמפרטורת Debye (K): 380.00
• מספר השליליות של פאולינג: 1.54
• אנרגיה מייננת ראשונה (kJ / mol): 657.8
• מדינות חמצון: 4, 3
• מבנה הסריג: 1.588
• סריג קבוע (Å): 2.950
• מספר רישום CAS: 7440-32-6

• טיטניום התגלה בחול שחור המכונה אילמניט. אילמניט היא תערובת של תחמוצות ברזל ותחמוצות טיטניום.
• ויליאם גרגור היה הכומר של הקהילה מנאקאן כשגילה טיטניום. הוא כינה את המתכת החדשה שלו 'manaccanite'.
• הכימאי הגרמני מרטין קלפרוט גילה מחדש את המתכת החדשה של גרגור וקרא לו טיטניום על שם הטיטאנים, היצורים המיתולוגיים היווניים של כדור הארץ. השם 'טיטניום' הועדף ואומץ בסופו של דבר על ידי כימאים אחרים אך הכיר בגרגור כמגלה המקורי.
• מתכות טיטניום טהור לא התבודדו עד שנת 1910 על ידי מתיו האנטר - 119 שנה לאחר שגילתה.
• בערך 95% מכל הטיטניום משמשים לייצור טיטניום דו חמצני, TiO₂. טיטניום דו חמצני הוא פיגמנט לבן בהיר במיוחד המשמש בצבעים, פלסטיקה, משחת שיניים ונייר.
• טיטניום משמש בהליכים רפואיים מכיוון שהוא אינו רעיל ואינו מגיב בגוף.

• המעבדה הלאומית של לוס אלמוס (2001)
• חברת סהר כימיקלים (2001)
• ספר הכימיה של לנגה (1952)
• מדריך CRC לכימיה ופיזיקה (המהדורה ה -18)
• מסד הנתונים ENSDF הבינלאומי לאנרגיה אטומית (אוקטובר 2010)