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钛元素的知识点总结

钛是一种化学元素,化学符号Ti,原子序数22,在化学元素周期表中位于第4周期、第IVB族。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,耐湿氯气腐蚀。但钛不能应用于干氯气中,即使是温度0℃以下的干氯气,也会发生剧烈的化学反应,生成四氯化钛,再分解生成二氯化钛,甚至燃烧。只有当氯气中的含水量高于0.5%的时候,钛在其中才能保持可靠的稳定性。

钛元素的知识点总结

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
元素读音
tài
英文名称
Scandium
元素化合价
+3、+4
元素分类
副族元素 金属元素

原子

结构

原子半径/Å:2                                                                        原子体积/cm3/mol:10.64                                        共价半径/Å: 1.32
电子构型: 1s2sP3sPd2 4s2                                            离子半径/Å:0.605                                                      氧化态:4
电子模型 钪元素

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。

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/L/273K,1atm):2.99                                                                               比 热J/gK:0.52                                  蒸发热/KJ/mol:421
熔化热/KJ/mol:15.45                                                                                        导电率: 0.0234                                  导热系数:0.218

化学

性质

钛在较高的温度下,可与许多元素和化合物发生反应。各种元素,按其与钛发生不同反应可分为四类:卤素和氧族元素与钛生成共价键与离子键化合物;过渡元素、氢、铍、硼族、碳族和氮族元素与钛生成金属间化物和有限固溶体;锆、铪、钒族、铬族、钪元素与钛生成无限固溶体;惰性气体、碱金属、碱土金属、稀土元素(除钪外),锕、钍等不与钛发生反应或基本上不发生反应。与化合物HF和氟化物氟化氢气体在加热时与钛发生反应生成TiF4。

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/ p.p.m.   :4.8× 10-4
地壳/p.p.m:5600
大气/p.p.m.(体积):——

生物

数据

人体中含量:肝/p.p.m.:      ——                                              日摄入量:0.8
器官中含量:肌肉/p.p.m.: ——                                               骨/p.p.m. :——
血/mg dm-3:0.054
人(70Kg)均体内总量:20

钛元素

在被发现后相当长一段时间里,因为难于制得,钪的用途一直没有表现出来。随着对稀土元素分离方法的日益改进,如今用于提纯钪的化合物,已经有了相当成熟的工艺流程。因为钪比起钇和镧系元素来,氢氧化物的碱性是最弱的,所以包含了钪的稀土元素混生矿,经过处理转入溶液后用氨处理时,氢氧化钪将首先析出,故应用"分级沉淀"法可比较容易地把它从稀土元素中分离出来。另一种方法是利用硝酸盐的“分级分解”进行分离,由于硝酸钪最容易分解,可以达到分离出钪的目的。另外,在铀、钍、钨、锡等矿藏中综合回收伴生的钪也是钪的重要来源之一。

获得了纯净的钪的化合物之后,将其转化为ScCl3,与KCl、LiCl共熔,用熔融的锌作为阴极进行电解,使钪就会在锌极上析出,然后将锌蒸去可以得到金属钪。

钪是一种轻质的银白色金属,化学性质也非常活泼,可以和热水反应生成氢气。所以图片中大家看到的金属钪被密封在瓶子里,用氩气加以保护,否则钪会很快生成一个暗黄色或者灰色的氧化层,失去那种闪亮的金属光泽。

                       

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