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TI”。
钛(英语:Titanium),是一种化学元素,化学符号为Ti,原子序数为22,原子量为7001478670000000000♠47.867 u。钛是银白色的过渡金属,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(包括海水、王水及氯气)。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,常用来制造火箭及航天器,因此获美誉为“太空金属”[4]。钛于1791年由格雷戈尔于英国康沃尔郡发现,并由克拉普罗特用希腊神话的泰坦为其命名。
Quick Facts 外观, 概况 ...
钛 22Ti
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外观 |
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带银光泽的银白色金属
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概况 |
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名称·符号·序数 | 钛(Titanium)·Ti·22 |
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元素类别 | 过渡金属 |
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族·周期·区 | 4·4·d |
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标准原子质量 | 47.867(1)[1] |
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电子排布 | [Ar]3d2 4s2 2, 8, 10, 2
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历史 |
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发现 | 威廉·格雷戈尔(1791年) |
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分离 | 永斯·贝采利乌斯(1825年) |
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命名 | 马丁·克拉普罗特(1795年) |
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物理性质 |
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物态 | 固态 |
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密度 | (接近室温) 4.506 g·cm−3 |
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熔点时液体密度 | 4.11 g·cm−3 |
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熔点 | 1941 K,1668 °C,3034 °F |
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沸点 | 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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比热容 | 25.060 J·mol−1·K−1 |
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蒸气压
压/Pa
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1
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10
|
100
|
1 k
|
10 k
|
100 k
|
温/K
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1982
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2171
|
(2403)
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2692
|
3064
|
3558
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原子性质 |
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氧化态 | 4, 3, 2, 1, −1, −2[2] (两性氧化物) |
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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 |
杂项 |
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晶体结构 | 六方密堆积 |
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磁序 | 顺磁性 |
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磁化率 | +153.0·10−6 cm3/mol (293 K)[3] |
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电阻率 | (20 °C)0.420 µ Ω·m |
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热导率 | 21.9 W·m−1·K−1 |
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膨胀系数 | (25 °C)8.6 µm·m−1·K−1 |
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声速(细棒) | (室温)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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维氏硬度 | 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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Close
钛被认为是一种稀有金属,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]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[6]。从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法[7]或亨特法。钛最常见的化合物是二氧化钛,可用于制造白色颜料[8]。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)[6]。
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,包括宇宙航行(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。[6]
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[9]。在非合金的状态下,钛的强度跟某些钢相若,但却还要轻45%[10]。有两种同素异形体[11]和五种天然的同位素,由46Ti到50Ti,其中丰度最高的是48Ti(73.8%)[12]。钛的化学性质及物理性质和锆相似,这是因为两者的价电子数目相同,并于元素周期表中同属一族。