Простое вещество титан (CAS-номер: 7440-32-6) — лёгкий металл серебристо-белого цвета. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой, β-Ti с кубической объёмно-центрированной упаковкой, температура полиморфного превращения α↔β 883 °C. Температура плавления 1660±20 °C.
| Символ элемента | Ti |
|---|---|
| Атомный номер | 22 |
| Массовое число | 47.867 г/моль |
| Плотность | 4.506 г/см³ (при 20 °C) |
| Температура кипения | 3287 °C |
| Температура плавления | 1668 °C |
| Относительная атомная масса | 47.867 |
| Электронная конфигурация | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d² |
| Группа | Переходные металлы |
| Состояние при обычных условиях | Твердое |
| Цвет | Серебристо-белый |
| Ядро | Безнейтронное |
Титан — это переходный металл, который обладает рядом уникальных свойств и имеет разнообразные применения:
- Легкость и прочность: Титан является легким металлом с высокой прочностью и стойкостью к коррозии. Эти свойства делают его ценным материалом в авиации и аэрокосмической промышленности.
- Авиация и космос: Титан используется для изготовления легких и прочных компонентов в самолетах, спутниках, космических кораблях и ракетах. Сплавы титана широко применяются в аэронавигации.
- Медицина: Титановые импланты и протезы широко используются в медицинской хирургии, так как титан хорошо совместим с человеческим организмом и не вызывает аллергических реакций.
- Химическая промышленность: Титановые соединения используются в производстве пигментов, красителей и катализаторов.
- Аноды и оборудование для электролиза: Титановые аноды и другое оборудование из титана применяются в электролизных процессах, таких как производство хлора и щелочей.
- Спортивные товары: Титан используется для изготовления спортивных товаров, таких как рамы велосипедов и гольф-клюшки, из-за его легкости и прочности.
Титан также обладает выдающимися коррозионными свойствами, что делает его подходящим для использования в морской среде и химической промышленности. Этот металл остается важным материалом для множества технических и промышленных приложений.
Открытие TiO2 сделали практически одновременно и независимо друг от друга англичанин У. Грегор и немецкий химик М. Г. Клапрот. У. Грегор, исследуя состав магнитного железистого песка (Крид, Корнуолл, Англия, 1791), выделил новую «землю» (оксид) неизвестного металла, которую назвал менакеновой.
В 1795 г. немецкий химик Клапрот открыл в минерале рутиле новый элемент и назвал его титаном. Спустя два года Клапрот установил, что рутил и менакеновая земля — оксиды одного и того же элемента, за которым и осталось название «титан», предложенное Клапротом.
Через 10 лет открытие титана состоялось в третий раз. Французский учёный Л. Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные оксиды титана.
Первый образец металлического титана получил в 1825 году Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркел и И. де Бур в 1925 году термическим разложением паров иодида титана TiI4.