钛是一种坚固的金属，用于人体植入物、飞机和许多其他产品。以下是有关此有用元素的事实：

基本事实

• 钛原子序数：22
• 符号:Ti
• 原子量：47.88
• 发现：威廉·格雷戈1791（英国）
• 电子组态：[Ar]4s2 3d2
• 单词来源：拉丁泰坦：在神话中，地球的第一个儿子

同位素

已知的钛同位素有26种，范围从Ti-38到Ti-63。钛有五种原子质量为46-50的稳定同位素。最丰富的同位素是Ti-48，占所有天然钛的73.8%。

性质

钛的熔点为1660+/-10℃，沸点为3287℃，比重为4.54，化合价为2、3或4。纯钛是一种有光泽的白色金属，具有低密度、高强度和高耐腐蚀性。耐稀硫酸和盐酸、潮湿氯气、大多数有机酸和氯化物溶液。钛只有在不含氧的情况下才具有延展性。钛在空气中燃烧，是唯一在氮气中燃烧的元素。

钛是二形的，在880°C左右，六角形的a型慢慢转变为立方形的b型。这种金属在红热温度下与氧结合，在550°C时与氯结合。钛的强度与钢一样，但重量比钢轻45%。这种金属比铝重60%，但强度是铝的两倍。

钛金属被认为是生理惰性的。纯二氧化钛相当透明，具有极高的折射率和比钻石更高的光学色散。天然钛在氘轰击下具有高放射性。

使用

钛对于铝、钼、铁、锰和其他金属的合金化非常重要。钛合金用于需要轻质强度和承受极端温度能力的场合（例如，航空航天应用）。钛可用于海水淡化厂。这种金属经常用于必须暴露在海水中的部件。涂有铂的钛阳极可用于提供海水的阴极腐蚀保护。

因为钛金属在体内是惰性的，所以它有外科应用。二氧化钛被用来制造人造宝石，尽管人造宝石相对较软。恒星蓝宝石和红宝石的星群是TiO2存在的结果。二氧化钛用于室内涂料和艺术家涂料。油漆是永久性的，覆盖性好。它是一个出色的红外辐射反射器。这种涂料也用于太阳天文台。

氧化钛颜料是该元素的最大用途。氧化钛用于一些化妆品中分散光线。四氯化钛用于玻璃的虹彩化。由于这种化合物在空气中散发出强烈的烟雾，它也被用来制造烟幕。

来源

钛是地壳中含量第九多的元素。它几乎总是在火成岩中发现。它存在于金红石、钛铁矿、闪石以及许多铁矿石和钛酸酯中。钛存在于煤灰、植物和人体中。钛存在于太阳和陨石中。阿波罗17号登月任务中的岩石含有高达12.1%的TiO2。早期任务中的岩石显示出较低的二氧化钛百分比。在M型恒星的光谱中可以看到氧化钛带。1946年，克罗尔证明，通过用镁还原四氯化钛，可以商业化生产钛。

物理数据

• 元素分类：过渡金属
• 密度（g/cc）：4.54
• 熔点（K）：1933
• 沸点（K）：3560
• 外观：闪亮的深灰色金属
• 原子半径（pm）：147
• 原子体积（cc/mol）：10.6
• 共价半径（pm）：132
• 离子半径：68（+4e）94（+2e）
• 比热（@20°C J/g mol）：0.523
• 熔化热（kJ/mol）：18.8
• 蒸发热（kJ/mol）：422.6
• 德拜温度（K）：380.00
• 鲍林负数：1.54
• 第一电离能（kJ/mol）：657.8
• 氧化状态：4,3
• 晶格结构：1.588
• 晶格常数（Å）：2.950
• CAS注册号：7440-32-6

琐事

• 钛是在一种称为钛铁矿的黑砂中发现的。钛铁矿是氧化铁和氧化钛的混合物。
• 威廉·格雷戈发现钛时是曼纳坎教区的牧师。他把他的新金属命名为“玛瑙石”。
• 德国化学家马丁·克拉普罗特（Martin Klaproth）重新发现了格雷戈的新金属，并以希腊神话中地球上的泰坦命名为钛。“钛”这个名字被其他化学家首选并最终被采纳，但承认格雷戈是最初的发现者。
• 纯钛金属直到1910年才被马修·亨特（Matthew Hunter）发现——这是它被发现后的119年。
• 大约95%的钛用于生产二氧化钛TiO2。二氧化钛是一种非常明亮的白色颜料，用于油漆、塑料、牙膏和纸张。
• 钛被用于医疗过程中，因为它在体内无毒无反应。

参考资料

• 洛斯阿拉莫斯国家实验室（2001年）
• 新月化学公司（2001年）
• 兰格化学手册（1952年）
• CRC化学与物理手册（第18版）
• 国际原子能机构ENSDF数据库（2010年10月）