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TI」。
鈦(英語:Titanium),是一種化學元素,化學符號为Ti,原子序數为22,原子量為7001478670000000000♠47.867 u。鈦是銀白色的過渡金屬,其特徵為重量輕、強度高、具金屬光澤,亦有良好的抗腐蝕能力(包括海水、王水及氯氣)。由于其稳定的化学性质,良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱,以及高强度、低密度,常用來製造火箭及航天器,因此獲美誉为“太空金属”[4]。鈦於1791年由格雷戈爾於英國康沃爾郡發現,並由克拉普羅特用希臘神話的泰坦為其命名。
事实速览 外觀, 概況 ...
钛 22Ti
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外觀 |
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帶銀光澤的銀白色金屬
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概況 |
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名稱·符號·序數 | 钛(Titanium)·Ti·22 |
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元素類別 | 過渡金屬 |
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族·週期·區 | 4·4·d |
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標準原子質量 | 47.867(1)[1] |
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电子排布 | [Ar]3d2 4s2 2, 8, 10, 2
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歷史 |
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發現 | 威廉·格雷戈爾(1791年) |
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分離 | 永斯·贝采利乌斯(1825年) |
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命名 | 馬丁·克拉普羅特(1795年) |
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物理性質 |
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物態 | 固态 |
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密度 | (接近室温) 4.506 g·cm−3 |
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熔点時液體密度 | 4.11 g·cm−3 |
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熔点 | 1941 K,1668 °C,3034 °F |
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沸點 | 3560 K,3287 °C,5949 °F |
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熔化热 | 14.15 kJ·mol−1 |
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汽化热 | 425 kJ·mol−1 |
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比熱容 | 25.060 J·mol−1·K−1 |
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蒸氣壓
壓/Pa
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1
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10
|
100
|
1 k
|
10 k
|
100 k
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溫/K
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1982
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2171
|
(2403)
|
2692
|
3064
|
3558
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原子性質 |
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氧化态 | 4, 3, 2, 1, −1, −2[2] (兩性氧化物) |
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电负性 | 1.54(鲍林标度) |
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电离能 | 第一:658.8 kJ·mol−1
第二:1309.8 kJ·mol−1
第三:2652.5 kJ·mol−1
(更多) |
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原子半径 | 147 pm |
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共价半径 | 160±8 pm |
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钛的原子谱线 |
雜項 |
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晶体结构 | 六方密堆积 |
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磁序 | 順磁性 |
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磁化率 | +153.0·10−6 cm3/mol (293 K)[3] |
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電阻率 | (20 °C)0.420 µ Ω·m |
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熱導率 | 21.9 W·m−1·K−1 |
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膨脹係數 | (25 °C)8.6 µm·m−1·K−1 |
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聲速(細棒) | (室溫)5,090 m·s−1 |
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杨氏模量 | 116 GPa |
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剪切模量 | 44 GPa |
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体积模量 | 110 GPa |
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泊松比 | 0.32 |
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莫氏硬度 | 6.0 |
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維氏硬度 | 970 MPa |
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布氏硬度 | 716 MPa |
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CAS号 | 7440-32-6 |
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同位素 |
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主条目:钛的同位素
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钛被认为是一种稀有金屬,这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰度在所有元素中居第十位。[5]鈦的礦石主要有鈦鐵礦及金紅石,廣佈於地殼及岩石圈之中。鈦亦同時存在於幾乎所有生物、岩石、水體及土壤中[6]。從主要礦石中萃取出鈦需要用到克羅爾法[7]或亨特法。鈦最常見的化合物是二氧化鈦,可用於製造白色顏料[8]。其他化合物還包括四氯化鈦(TiCl4,作催化劑及用於製造煙幕或空中文字)及三氯化鈦(TiCl3,用於催化聚丙烯的生產)[6]。
鈦能與鐵、鋁、釩或鉬等其他元素熔成合金,造出高強度的輕合金,在各方面有着廣泛的應用,包括宇宙航行(噴氣發動機、導彈及航天器)、軍事、工業程序(化工與石油製品、海水淡化及造紙)、汽車、農產食品、醫學(義肢、骨科移植及牙科器械與填充物)、運動用品、珠寶及手機等等。[6]
鈦最有用的兩個特性是,抗腐蝕性,及金屬中最高的強度-重量比[9]。在非合金的狀態下,鈦的強度跟某些鋼相若,但卻還要輕45%[10]。有兩種同素異形體[11]和五種天然的同位素,由46Ti到50Ti,其中豐度最高的是48Ti(73.8%)[12]。鈦的化學性質及物理性質和鋯相似,這是因為兩者的價電子數目相同,並於元素週期表中同屬一族。