钛的全面数据介绍

钛

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钛的特性钪- 钛- 钒

钛

锆

元素周期表

总体特性

名称, 符号, 序号钛、Ti、22

系列过渡金属

族, 周期, 元素分区4族, 4, d

密度、硬度4507 kg/m3、6

颜色和外表银色

地壳含量0.41 %

原子属性

原子量47.867 原子量单位

原子半径（计算值）140（176）pm

共价半径136 pm

范德华半径无数据

价电子排布[氩]3d24s2

电子在每能级的排布2，8，10，2（图）

氧化价（氧化物）4，3，2，1[1]（两性的）晶体结构六方密排晶格

物理属性

物质状态固态

熔点1941 K（1668 °C）

沸点3560 K（3287 °C）

摩尔体积10.64×10-6m3/mol

汽化热4.21 kJ/mol

熔化热15.45 kJ/mol

蒸气压0.49 帕（1933K）

声速4140 m/s（293.15K）

其他性质

电负性1.54（鲍林标度）

比热520 J/(kg·K)

电导率2.34×106/(米欧姆)

热导率21.9 W/(m·K)

第一电离能658.8 kJ/mol

第二电离能1309.8 kJ/mol

第三电离能2652.5 kJ/mol

第四电离能4174.6 kJ/mol

第五电离能9581 kJ/mol

第六电离能11533 kJ/mol

第七电离能13590 kJ/mol

第八电离能16440 kJ/mol

第九电离能18530 kJ/mol

第十电离能20833 kJ/mol

最稳定的同位素

同位素丰度半衰期衰变模式衰变能量

MeV 衰变产物

44Ti 人造63年电子捕获0.268 44Sc

46Ti 8.0 % 稳定

47Ti 7.3 % 稳定

48Ti 73.8 % 稳定

49Ti 5.5 % 稳定

50Ti 5.4 % 稳定

核磁共振特性

47Ti 49Ti

核自旋-5/2 -7/2

灵敏度0.00209 0.00376

在没有特别注明的情况下使用的是

国际标准基准单位单位和标准气温和气压

钛是一种化学元素，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。由于其良好的耐高温，耐低温，抗强酸，抗强碱，以及高强度，低密度，稳定的化学性质，被美誉为“太空金属”。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。[2]钛于1791年由英国的威廉·格里戈尔（William Gregor）所发现，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。[2]从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法[3]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。[4]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）。[2]

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。[5]在非合金的状态下，钛的强度跟某些钢相若，但却还要轻45%。[6]有两种同素异形体[7]和五种天然的同位素，由46Ti到50Ti，其中丰度最高的是48Ti（73.8%）。[8]钛的化学性质及物理性质和锆相似。

目录[隐藏]

1 特性

1.1 物理性质

1.2 化学性质

1.3 化合物

1.4 天然含量

1.5 同位素

2 历史

3 制备

4 用途

4.1 颜料、添加剂及涂料

4.2 航天及航海

4.3 工业

4.4 消费品及建材

4.5 医学

5 危害

6 参考书目

7 参考文献

8 外部链接

[编辑] 特性

[编辑] 物理性质

在金属元素中，钛的强度－重量比之高是公认的。[7]它是一种高强度但低质量的金属，而且具有相当好的延展性（尤其是在无氧的环境下）。[9]。表面呈银白色金属光泽。[10]它的熔点相对地高（超过摄氏1,649度），所以是良好的耐火金属材料。

商业等级的钛（纯度为99.2%）具有约为434兆帕斯卡的极限抗拉强度，与低等级的钢合金相若，但比钢合金要轻45%。[6]钛的密度比铝高60%，但强度是铝的双倍。[6]钛可被用于各种用途。某些钛合金（例如βC）的抗拉强度达1,400帕斯卡。[11]然而，当钛被加热至摄氏430度以上时，强度会减弱。[12]

它具有相当的硬度，尽管比不上高等级的热处理钢。它不具磁性，同时是不良的导热及导电体。用机械处理时需要注意，因为如不采用锋利的器具及适当的冷却手法，钛会软化，并留有压痕。像钢结构体一样，钛结构体也有疲劳极限，因此在某些应用上可保证持久耐用。[10]

钛是一种双型的同素异形体，在摄氏882度时，就会从六边形的α型转变成体心立方（晶格）的β型。[12]在到达临界温度前，α型的比热会随着升温而暴增，但到达后会下降，然后在β型下不论温度地保持基本恒定。[12]跟锆和铪类似，钛还存在一种ω态，在高压时热力学稳定，但也可能在常压下以介稳态存在。此态一般是六边形（理想）或三角形（扭曲），在软性纵波声频光子导致β型（111）原子平面倒塌时能被观测到。[13]