钛的物理性能及化学性能?

钛的物理性能及化学性能?
钛的物理性能及化学性能?

钛的物理性能及化学性能?
钛 拼音:tài
部首:钅,部外笔画:4,总笔画:9 ; 繁体部首:金,部外笔画:4,总笔画:12
五笔86&98:QDYY 仓颉:XXCKI
笔顺编号:311151344 四角号码:84730 UniCode:CJK 统一汉字 U+949B
基本字义
◎ 一种金属元素,灰色,能在氮气中燃烧,熔点高.钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料,主要用于航天工业和航海工业.
从发现钛元素到制得纯品,历时一百多年.而钛真正得到利用,认识其本来的真面目,则是20世纪40年代以后的事情了.
地理表面十公里厚的地层中,含钛达千分之六,比铜多61倍.随便从地下抓起一把泥土,其中都含有千分之几的钛,世界上储量超过一千万吨的钛矿并不稀罕.
海滩上有成亿吨的砂石,钛和锆这两种比砂石重的矿物,就混杂在砂石中,经过海水千百万年昼夜不停地淘洗,把比较重的钛铁矿和锆英砂矿冲在一起,在漫长的海岸边,形成了一片一片的钛矿层和锆矿层.这种矿层是一种黑色的砂子,通常有几厘米到几十厘米厚.
钛没有磁性,用钛建造的核潜艇不必担心磁性水雷的攻击.
1947年,人们才开始在工厂里冶炼钛.当年,产量只有2吨.1955年产量激增到2万吨.1972年,年产量达到了 20万吨.钛的硬度与钢铁差不多,而它的重量几乎只有同体积的钢铁的一半,钛虽然稍稍比铝重一点,它的硬度却比铝大2倍.现在,在宇宙火箭和导弹中,就大量用钛代替钢铁.据统计, 目前世界上每年用于宇宙航行的钛,已达一千吨以上.极细的钛粉,还是火箭的好燃料,所以钛被誉为宇宙金属,空间金属.
钛的耐热性很好,熔点高达1725℃.在常温下,钛可以安然无恙地躺在各种强酸强碱的溶液中.就连最凶猛的酸——王水,也不能腐蚀它.钛不怕海水,有人曾把一块钛沉到海底,五年以后取上来一看,上面粘了许多小动物与海底植物,却一点也没有生锈,依旧亮闪闪的.
现在,人们开始用钛来制造潜艇一——钛潜艇.由于钛非常结实,能承受很高的压力,这种潜艇可以在深达4500米的深海中航行.
钛耐腐蚀,所以在化学工业上常常要用到它.过去,化学反应器中装热硝酸的部件都用不锈钢.不锈钢也怕那强烈的腐蚀剂——热硝酸,每隔半年,这种部件就要统统换掉.现在,用钛来制造这些部件,虽然成本比不锈钢部件贵一些,但是它可以连续不断地使用五年,计算起来反而合算得多.
钛的最大缺点是难于提炼.主要是因为钛在高温下化合能力极强,可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合.因此,不论在冶炼或者铸造的时候,人们都小心地防止这些元素“侵袭”钛.在冶炼钛的时候,空气与水当然是严格禁止接近的,甚至连冶金上常用的氧化铝坩埚也禁止使用,因为钛会从氧化铝里夺取氧.现在,人们利用镁与四氯化钛在惰性气体——氦气或氩气中相作用,来提炼钛.
人们利用钛在高温下化合能力极强的特点,在炼钢的时候,氮很容易溶解在钢水里, 当钢锭冷却的时候,钢锭中就形成气泡,影响钢的质量.所以炼钢工人往钢水里加进金属钛,使它与氮化合,变成炉渣一—氮化钛,浮在钢水表面,这样钢锭就比较纯净了.
当超音速飞机飞行时,它的机翼的温度可以达到500℃.如用比较耐热的铝合金制造机翼,一到二三百度也会吃不消,必须有一种又轻、又韧、又耐高温的材料来代替铝合金乙钛恰好能够满足这些要求.钛还能经得住零下一百多度的考验,在这种低温下,钛仍旧有很好的韧性而不发脆.
利用钛和锆对空气的强大吸收力,可以除去空气,造成真空.比方,利用钛制成的真空泵,可以把空气抽到只剩下十万万万分之一.
钛的氧化物——二氧化钛,是雪白的粉末,是最好的白色颜料,俗称钛白.以前,人们开采钛矿,主要目的便是为了获得二氧化钛.钛白的粘附力强,不易起化学变化,永远是雪白的.特别可贵的是钛白无毒.它的熔点很高,被用来制造耐火玻璃,釉料,珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等.
二氧化钛是世界上最白的东西, 1克二氧化钛可以把 450多平方厘米的面积涂得雪白.它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍,因此是调制白油漆的最好颜料.世界上用作颜料的二氧化钛,一年多到几十万吨.二氧化钛可以加在纸里,使纸变白并且不透明,效果比其他物质大10倍,因此,钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛.此外,为了使塑料的颜色变浅,使人造丝光泽柔和,有时也要添加二氧化钛.在橡胶工业上,二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料.
四氯化钛是种有趣的液体,它有股刺鼻的气味,在湿空气中便会大冒白烟——它水解了,变成白色的二氧化钛的水凝胶.在军事上,人们便利用四氯化钛的这股怪脾气,作为人造烟雾剂.特别是在海洋上,水气多,一放四氯化钛,浓烟就象一道白色的长城,挡住了敌人的视线.在农业上,人们利用四氟化钛来防霜.
钛酸钡晶体有这样的特性：当它受压力而改变形状的时候,会产生电流,一通电又会改变形状.于是,人们把钛酸钡放在超声波中,它受压便产生电流,由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱.相反,用高频电流通过它,则可以产生超声波.现在,几乎所有的超声波仪器中,都要用到钛酸钡.除此之外,钛酸钡还有许多用途.例如：铁路工人把它放在铁轨下面,来测量火车通过时候的压力；医生用它制成脉搏记录器.用钛酸钡做的水底探测器,是锐利的水下眼睛,它不只能够看到鱼群,而且还可以看到水底下的暗礁、冰山和敌人的潜水艇等.
冶炼钛时,要经过复杂的步骤.把钛铁矿变成四氯化钛,再放到密封的不锈钢罐中,充以氩气,使它们与金属镁反应,就得到“海绵钛”.这种多孔的“海绵钛”是不能直接使用的,还必须把它们在电炉中熔化成液体,才能铸成钛锭.但制造这种电炉又谈何容易!除了电炉的空气必须抽干净外,更伤脑筋的是,简直找不到盛装液态钛的坩埚,因为一般耐火材料部含有氧化物,而其中的氧就会被液态钛夺走.后来,人们终于发明了一种“水冷铜坩埚”的电炉.这种电炉只有中央一部分区域很热,其余部分都是冷的,钛在电炉中熔化后,流到用水冷却的铜坩埚壁上,马上凝成钛锭.用这种方法已经能够生产几吨重的钛块,但它的成本就可想而知了.
元素名称：钛
元素原子量：47.87
元素在海水中的含量:(ppm)
0.00048
元素在太阳中的含量:(ppm)
4
元素类型：金属
核内质子数：22
核外电子数：22
核电核数：22
质子质量：3.6806E-26
质子相对质量：22.154
原子体积:(立方厘米/摩尔)
10.64
地壳中含量：（ppm）
5600
以下为增加内容：
氧化态：
Main Ti+4
Other Ti-1, Ti0, Ti+2, Ti+3
所属周期：4
所属族数：IVB
摩尔质量：48
氢化物：TiH4
氧化物：TiO
最高价氧化物化学式：TiO2
密度：4.54g/cm3
熔点：1660.℃
沸点：3287.0 ℃
电离能 (kJ /mol)
M - M+ 658
M+ - M2+ 1310
M2+ - M3+ 2652
M3+ - M4+ 4175
M4+ - M5+ 9573
M5+ - M6+ 11516
M6+ - M7+ 13590
M7+ - M8+ 16260
M8+ - M9+ 18640
M9+ - M10+ 20830
外围电子排布：2 8 8 4
核外电子排布：2,8,10,2
晶体结构：晶胞为六方晶胞.
晶胞参数：
a = 295.08 pm
b = 295.08 pm
c = 468.55 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
莫氏硬度：6
声音在其中的传播速率：（m/S）5090
颜色和状态：银灰色金属
原子半径：2
常见化合价：+2,+3,+4
发现人：格列高尔 发现年代：1791年
发现过程：
钛是英国化学家格雷戈尔(Gregor R W ,1762—1817.)在1791年研究钛铁矿和金红石时发现的.四年后,1795年,德国化学家克拉普罗特(Klaproth M H ,1743—1817.)在分析匈牙利产的红色金红石时也发现了这种元素.他主张采取为铀(1789年由克拉普罗特发现的)命名的方法,引用希腊神话中太旦神族“Titans”的名字给这种新元素起名叫“Titanium”.中文按其译音定名为钛.
格雷戈尔和克拉普罗特当时所发现的钛是粉末状的二氧化钛,而不是金属钛.因为钛的氧化物极其稳定,而且金属钛能与氧、氮、氢、碳等直接激烈地化合,所以单质钛很难制取.直到1910年才被美国化学家亨特(Hunter M A )第一次制得纯度达99.9%的金属钛.
元素描述：
具有金属光泽,�