Ti степень окисления: Степень окисления титана (Ti), формула и примеры

Таблица менделеева — Электронный учебник K-tree

Электронный учебник

Периодический закон, открытый Д. И. Менделеевым был выражен в таблице. Периодическая таблица химических элементов, или таблица менделеева.

1

H

1.008

2

He

4.003

3

Li

6.938

4

Be

9.012

5

B

10.806

6

C

12.01

7

N

14.006

8

O

15.999

9

F

18.998

10

Ne

20.18

11

Na

22.99

12

Mg

24.304

13

Al

26.982

14

Si

28.084

15

P

30.974

16

S

32.059

17

Cl

35.446

18

Ar

39.948

19

K

39.098

20

Ca

40.078

21

Sc

44.956

22

Ti

47.867

23

V

50.942

24

Cr

51. 996

25

Mn

54.938

26

Fe

55.845

27

Co

58.933

28

Ni

58.693

29

Cu

63.546

30

Zn

65.38

31

Ga

69.723

32

Ge

72.63

33

As

74.922

34

Se

78.971

35

Br

79.901

36

Kr

83.798

37

Rb

85.468

38

Sr

87.62

39

Y

88.906

40

Zr

91.224

41

Nb

92.906

42

Mo

95.95

44

Ru

101.07

45

Rh

102.906

46

Pd

106.42

47

Ag

107.868

48

Cd

112.414

49

In

114.818

50

Sn

118.71

51

Sb

121.76

52

Te

127.6

53

I

126.904

54

Xe

131.293

55

Cs

132.905

56

Ba

137.327

57

La

138.905

72

Hf

178. 49

73

Ta

180.948

74

W

183.84

75

Re

186.207

76

Os

190.23

77

Ir

192.217

78

Pt

195.084

79

Au

196.967

80

Hg

200.592

81

Tl

204.382

82

Pb

207.2

83

Bi

208.98

58

Ce

140.116

59

Pr

140.908

60

Nd

144.242

62

Sm

150.36

63

Eu

151.964

64

Gd

157.25

65

Tb

158.925

66

Dy

162.5

67

Ho

164.93

68

Er

167.259

69

Tm

168.934

70

Yb

173.045

71

Lu

174.967

90

Th

232.038

91

Pa

231.036

92

U

238.029

В таблице менделеева колонки называются группами, строки называются периодами. Элементы в группах как правило имеют одинаковые электронные конфигурации внешних оболочек, например, благородные газы — последняя группа, имеют законченную электронную конфигурацию.

Как заполняется электронная конфигурация элементов подробно описано в статье

Скачать таблицу менделеева в хорошем качестве

© 2015-2022 — K-Tree.ru • Электронный учебник
По любым вопросам Вы можете связаться по почте [email protected]

Копия материалов, размещённых на данном сайте, допускается только по письменному разрешению владельцев сайта.

Степень окисления титана

Степень окисления титана.

 

 

О степени окисления

Степень окисления титана

Валентность титана

Молярная масса титана

Плотность титана

Температура плавления титана

Температура кипения титана

Теплопроводность титана

Удельная теплоемкость титана

Удельная теплота сгорания титана

Электрическое сопротивление титана

Электропроводность титана

Все свойства атома титана

 

О степени окисления:

Степень окисления (окислительное число) – это вспомогательная условная величина для записи процессов окисления, восстановления и окислительно-восстановительных реакций. Она указывает на состояние окисления отдельного атома молекулы и представляет собой лишь удобный метод учёта переноса электронов. Однако она не является истинным зарядом атома в молекуле.

Степень окисления соответствует числу электронов, которое следует присоединить к положительному иону (катиону), чтобы восстановить его до нейтрального атома, или отнять от отрицательного иона (аниона), чтобы окислить его до нейтрального атома.

Степень окисления (в отличие от валентности) может иметь нулевое, отрицательное и положительное значения.

Значения степени окисления записывают арабскими цифрами сверху над символом элемента. При указании степени окисления первым ставится знак, а потом численное значение, а не наоборот.

Степень окисления (в отличие от валентности) может иметь нулевое, отрицательное и положительное значения: -5, -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2 , +3 , +4, +5, +6 , +7.

Следует помнить, что степень окисления является сугубо условной величиной, не имеющей физического смысла, но характеризующей образование химической связи межатомного взаимодействия в молекуле.

Степень окисления в ряде случаев не совпадает с валентностью. Например, в молекуле азотной кислоты степень окисления центрального атома азота равна +5, тогда как валентность равна IV.

Степень окисления зачастую не совпадает с фактическим числом электронов, которые участвуют в образовании связей.

 

Степень окисления титана:

Степень окисления титана равна -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4.

Степень окисления титана в соединениях
-2
-1
0	Ti
+1
+2	TiH2, TiO, Ti(OH)2, TiF2, TiCl2
+3	Ti2O3, Ti(OH)3, TiF3, TiCl3
+4	TiF4, TiH4, TiO2, TiCl4, TiBr4

 

 

Все свойства атома титана

 

Источник: https://ru. wikipedia.org

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Коэффициент востребованности 151

Металл, Символ, Свойства, Факты, Соединения, Использование

Металлический титан

Титан представляет собой химический элемент или светло-серебристый металл группы 4 (IVB) в периодической таблице с символом Ti и атомным номером 22. Он имеет высокую температуру плавления, хорошую прочность на растяжение и свойства тепло- и электропроводности. Он образует гексагональную плотноупакованную кристаллическую решетку, как и большинство других переходных металлов.

Ti — очень полезный металл, который широко используется в промышленности. Титановый сплав в основном используется в высокоскоростных самолетах. Электронная конфигурация валентной оболочки металла: 3d ² 4с ² . Следовательно, самая высокая и наиболее стабильная степень окисления или состояние титана составляет +4.

Кто открыл титан?

В 1791 году английский химик и минералог Уильям Грегор предпринял попытку открыть из титаносодержащей железной руды новый металл — ильменит (FeTiO ₃ ). Но на самом деле он выделил нечистый оксид.

В 1794 году немецкий химик Мартин Генрих Клапрот получил такой же оксид из минерального рутила. Название элемента титан происходит от греческого слова титаны.

Свойства титана

Хорошие качества, коррозионная стойкость титана имеет электронную конфигурацию валентной оболочки [Ar] 3d ² 4s ² . Поэтому в химии титана преобладала степень окисления +4.

Титан
Химический символ	Ти
Дискавери	Уильям Грегор в 1791 году
Название образовано от	Word Titans (сыновья богини Земли в греческой мифологии)
Обычный изотоп	48 Ти
Периодические свойства
Атомный номер	22
Атомный вес	47. 867
Электрон на оболочку	2, 8, 10, 2
Электронная конфигурация	[Ар] 3d 2 4 с 2
Группа	4
Период	4
Блок	крестовина
Физические свойства
Состояние при 20 °C	Твердый
Место встречи	1668 °С
Температура кипения	3287 °С
Плотность	4,50 г/см 3
Молярная теплоемкость	25,06 Дж моль −1 К −1
Кристаллическая структура	​Шестигранник с плотной насадкой (HCP)
Физические свойства
Атомный радиус (несвязанный)	2,11 Å
Ковалентный радиус	1,48 Å
Степени окисления	4, 3
Электроотрицательность	1,54 (шкала Полинга)
Сродство к электрону	7,622 кДж моль −1
Энергия ионизации	1-й	2-й	3-й
	658,81	1309,84	2652,55
Удельное электрическое сопротивление	420 нОм⋅м при 20 °C
Номер КАС	7440-32-6

Титан в периодической таблице

Переходный металл Ti помещен в группу 4 и период 4 периодической таблицы. Это элемент d-блока, который находится между скандием и ванадием.

Где добывают титан?

Титан является девятым по распространенности среди всех элементов и вторым среди переходных металлов. Он составляет почти 0,63 процента земной коры. Комбинированная форма металлов встречается в большинстве изверженных горных пород, песке, глине и почвах, в живых организмах (растительных и животных) и в естественных водоемах.

Металл был выделен металлургом Берцелиусом в 1825 г., а чистая форма М. Хантером в 1910 г. путем восстановления хлорида титана (TiCl ₄ ) в герметичном стальном цилиндре.

Ильменит (FeTiO ₃ ) и рутил (TiO ₂ ) представляют собой две промышленные руды титана. В основном это происходит в Западной Австралии, Канаде, Китае, Южной Индии, Мозамбике, Малайзии, Новой Зеландии, Норвегии, Сьерра-Леоне, Южной Африке и Украине.

Изотопы титана

Природный титан состоит из пяти стабильных изотопов, таких как ⁴⁶ Ti (8,0 процента), ⁴⁷ Ti (7,3 процента), ⁴⁸ Ti (73,8 процента), ⁴⁹ Ti (5,5 процента) и ⁵⁰ Ti (5,4%).

Производственный процесс

Получение чистого титана очень сложно из-за его реакционной способности при высоких температурах. Извлечение металла углеродным восстановлением вызывает ряд трудностей. Он очень реакционноспособен при высоких температурах и легко образует карбид, нитрид и оксид в результате реакции с углеродом, кислородом и азотом соответственно.

• Извлечение металла осуществляется путем нагревания ильменита или рутила с углеродом и хлором при 900 °С.
• Тетрахлорид титана (TiCl ₄ ), температура кипения 137 °С, отделяют от FeCl ₃ фракционной перегонкой.
• TiCl ₄ восстанавливается расплавленным магнием в атмосфере аргона с получением губчатого металлического титана.
  TiCl ₄ + 2 Mg → Ti + 2 MgCl ₂
• Хлорид магния и избыток магния удаляют промывной водой и разбавленной соляной кислотой.
• Чистый титан получают нагреванием металла с йодом в вакуумированной стеклянной трубке с вольфрамовой нитью в центре трубки.

Факты о титане

• Титан представляет собой переходный металл с высокой температурой плавления, хорошей прочностью на растяжение и коррозионной стойкостью, относящийся к группе 4 периодической таблицы.
• Металл инертен при обычной температуре, но в мелкодисперсном состоянии загорается на воздухе (пирофор).
• При нагревании он соединяется с неметаллами, такими как кислород, азот, бор, углерод, кремний и водород.
• Нитриды (TiN), карбиды (TiC) и бориды (TiB, TiB ₂ ) очень твердые, хорошо проводят электричество и химически очень инертны.
• Металл разлагается паром при 100 °C, но не подвергается воздействию разбавленных минеральных кислот, таких как серная кислота, соляная кислота или азотная кислота, при обычной температуре.
• Он не разъедает горячую водную щелочь, но расплавленная щелочь разъедает его с образованием титанатов.

Химические соединения

При изучении химии электронная конфигурация валентной оболочки титана имеет вид 3d ² 4с ² . Следовательно, самая высокая и наиболее стабильная степень окисления Ti равна +4. Соединения более низкой степени окисления (0, II, III) легко окисляются с образованием Ti (IV).

Для образования иона Ti ⁺⁴ требуется высокая энергия ионизации. Это говорит о том, что химические соединения титана в состоянии +4 образуются за счет ковалентной связи.

Оксид титана

Оксид титана (TiO ₂ ) имеет три кристаллические твердые формы: рутил, анатаз и брукит. Рутил является наиболее распространенной природной формой, которая используется в химической промышленности в качестве пигмента. Во всех структурах Ti координирован шестью атомами кислорода.

Ti ₂ O ₃ , оксид Ti (III) фиолетового цвета имеет структурный тип, аналогичный α-Al ₂ O ₃ .

TiO может быть получен путем нагревания TiO ₂ с металлическим титаном. Он имеет кубическую кристаллическую структуру, похожую на хлорид натрия, но обычно нестехиометрическую, с одной шестой вакантной позиции для обоих ионов. Он используется в качестве металлического проводника.

Дисульфид титана

Дисульфид (TiS ₂ ) является наиболее важным сульфидным соединением титана, образованным атомами серы. Он состоит из слоистой структуры. Он используется в качестве электрода для разработки литиевых батарей.

Галогениды

Все четыре галогенида, такие как TiF ₄ , TiCl ₄ , TiBr ₄ и TiI ₄ , известны. TiF ₄ может быть получен реакцией металлов с фтором при 200 °C. Другие тетрагалогениды могут быть получены нагреванием TiO ₂ с углеродом и галогеном.

В степени окисления +3 он также образует все четыре молекулы галогенидов. Они нерастворимы в воде и стабильны на воздухе. Они непропорциональны для образования галогенидов Ti (IV).

Металлоорганические соединения

Металлоорганические соединения титана были разработаны в 1960 году в результате открытия химического катализатора Циглера-Натта. Большое количество металлоорганических соединений получают путем химической связи, такой как сигма- и пи-связь.

Наиболее распространенным титаноорганическим комплексом является дихлорид титаноцена [(C ₅ H ₅ ) ₂ TiCl ₂ ]. Реактив Теббе и реактив Петасиса являются родственными соединениями дихлорида титаноцена.

Использование титана

• Благодаря своей высокой эффективности и низкой биологической токсичности комплекс титана (IV) является первым неплатиновым соединением, испытанным для лечения рака в медицине.
• Это бесполезный легирующий материал из-за его низкой плотности, высокой прочности на растяжение и отличной коррозионной стойкости. Добавление 0,1% титана в сталь повышает механическую прочность и коррозионную стойкость сплава.
Титановые сплавы
• используются во многих химических и промышленных областях, таких как хранение щелочных растворов, соединений хлора и других агрессивных химических веществ
Титановые сплавы
• также используются для изготовления рельсов, железнодорожных колес и других изделий.
• Его сплавы с марганцем, хромом, железом, молибденом, алюминием, ванадием и оловом. Эти сплавы используются в авиационной и ракетной промышленности благодаря своей легкости и механической прочности.
• Ферротитан получают плавлением ильменита или рутила с железом и коксом в электрической печи. Он используется в качестве поглотителя в сталелитейной промышленности для удаления кислорода и азота из стали.
• Оксид титана (TiO ₂ ) широко используется в качестве белого пигмента из-за его превосходной кроющей способности, который получают тем же путем извлечения металла.

Титан (Ti) – Химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду

Титан

Химический элемент, Ti, атомный номер 22 и атомный вес 47,90. Его химическое поведение имеет много общего с кремнеземом и цирконием как элементом, принадлежащим к первой переходной группе. Его химия в водном растворе, особенно в более низких степенях окисления, имеет некоторое сходство с хромом и ванадием. Титан — это легкий переходный металл бело-серебристо-металлического цвета. Он прочный, блестящий, устойчивый к коррозии. Чистый титан не растворяется в воде, но растворяется в концентрированных кислотах. Этот металл образует пассивное, но защитное оксидное покрытие (приводящее к коррозионной стойкости) при воздействии повышенных температур на воздухе, но при комнатной температуре он не тускнеет.

Основная степень окисления 4+, хотя известны и состояния 3+ и 2+, но они менее стабильны. Этот элемент горит на воздухе при нагревании с образованием диоксида TiO ₂ и при соединении с галогенами. Он восстанавливает водяной пар с образованием двуокиси и водорода и аналогичным образом реагирует с горячими концентрированными кислотами, хотя с соляной кислотой образует трихлорид. Металл поглощает водород с образованием TiH ₂ и образует нитрид TiN и карбид TiC. Другими известными соединениями являются сера TiS ₂ , а также низшие оксиды Ti ₂ O ₃ и TiO, а также серы Ti ₂ S ₃ и TiS. Соли известны в трех степенях окисления.

Области применения

Диоксид титана широко используется в качестве белого пигмента в наружных картинах из-за его химической инертности, высокой кроющей способности, непрозрачности для УФ-излучения и способности самоочищаться. Диоксид также использовался однажды в качестве отбеливающего и успокаивающего агента в фарфоровых эмалях, придавая им последний штрих большой яркости, твердости и кислотостойкости. Типичная помада содержит 10% титана.

Титановые сплавы характеризуются очень высокой прочностью на растяжение даже при высоких температурах, малым весом, высокой коррозионной стойкостью и способностью выдерживать экстремальные температуры. Благодаря этим свойствам они в основном используются в самолетах, трубах для силовых установок, броневой обшивке, военно-морских кораблях, космических кораблях и ракетах. Титан такой же прочный, как сталь, но на 45% легче.

В медицине титан используется для изготовления эндопротезов тазобедренного и коленного суставов, кардиостимуляторов, костных пластин и винтов и черепных пластин при переломах черепа. Он также использовался для прикрепления ложного тета.

Титанаты щелочноземельных металлов обладают некоторыми замечательными свойствами. Уровень диэлектрической проницаемости изменяется от 13 для MgTiO ₃ до различных миллиардов для твердых растворов SrTiO3 в BaTiO ₃ . Титанат бария также имеет диэлектрическую проницаемость 10 000 вблизи 120ºC, что является его точкой Кюри; имеет низкий диэлектрический гистерезис. Керамические преобразователи, содержащие титанат бария, выгодно отличаются от сегнетовой соли по термостабильности и от кварца по силе воздействия и способности формировать керамику в различных формах. Соединение использовалось в качестве генератора ультразвуковых колебаний и детектора звука.

Титан в окружающей среде

Хотя в природе он не связан с другими элементами, титан является девятым по распространенности элементом в земной коре (0,63% по массе) и присутствует в большинстве магматических пород и в полученных отложениях. от них. Важными минералами титана являются рутил, брукит, анатаз, ильменит и титанит. Основная добытая руда, ильменит, встречается в виде обширных месторождений песка в Западной Австралии, Норвегии, Канаде и Украине. Крупные месторождения рутила в Северной Америке и Южной Африке также вносят значительный вклад в мировые поставки титана. Мировое производство металла составляет около 90,000 тонн в год, а двуокиси титана – 4,3 млн тонн в год.

Диоксид титана, TiO ₂ , обычно встречается в черной или коричневатой форме, известной как рутил. Реже встречаются в природе естественные формы анатазита и брукита. И чистый рутил, и чистый анатазит имеют белый цвет. Черный основной оксид FeTiO ₃ встречается в природной форме в виде природного минерала, называемого ильменитом; это основной коммерческий источник титана.

Влияние титана на здоровье

Биологическая роль титана неизвестна. В организме человека имеется определяемое количество титана, и было подсчитано, что мы потребляем около 0,8 мг в день, но большая часть проходит через нас, не адсорбируясь.