Titan (Element)

Eigenschaften
[Ar] 3d2 4s2 22Ti Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Titan, Ti, 22
Elementkategorie	Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block	4, 4, d
Aussehen	silbrig metallisch
CAS-Nummer	7440-32-6
EG-Nummer	231-142-3
ECHA-InfoCard	100.028.311
Atomar[1]
Atommasse	47,867(1)[2] u
Atomradius (berechnet)	140 (176) pm
Kovalenter Radius	160 pm
Elektronenkonfiguration	[Ar] 3d2 4s2
1. Ionisierungsenergie	6.828120(12) eV[3] ≈ 658.81 kJ/mol[4]
2. Ionisierungsenergie	13.5755(25) eV[3] ≈ 1309.84 kJ/mol[4]
3. Ionisierungsenergie	27.49171(25) eV[3] ≈ 2652.55 kJ/mol[4]
4. Ionisierungsenergie	43.26717(19) eV[3] ≈ 4174.65 kJ/mol[4]
5. Ionisierungsenergie	99.299(12) eV[3] ≈ 9580.9 kJ/mol[4]
Physikalisch[1]
Aggregatzustand	fest
Kristallstruktur	hexagonal (bis 882 °C, darüber kubisch)
Dichte	4,50 g/cm3 (25 °C)[5]
Mohshärte	6
Magnetismus	paramagnetisch (Χm = 1,8 · 10−4)[6]
Schmelzpunkt	1941 K (1668 °C)
Siedepunkt	3533 K[7] (3260 °C)
Molares Volumen	10,64 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie	427 kJ/mol[7]
Schmelzenthalpie	18,7 kJ·mol−1
Schallgeschwindigkeit	4140 m·s−1 bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität	523[8] J·kg−1·K−1
Austrittsarbeit	4,33 eV[9]
Elektrische Leitfähigkeit	2,5 · 106 S·m−1
Wärmeleitfähigkeit	22 W·m−1·K−1
Mechanisch[1]
E-Modul	105 GPa (= 105 kN/mm2)[10]
Poissonzahl	0,34[10]
Chemisch[1]
Oxidationszustände	+2, +3, +4 = stabil
Normalpotential	−0,86 V (TiO2+ + 2 H+ + 4 e− → Ti + H2O)
Elektronegativität	1,54 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 44Ti {syn.} 49 a ε 0,268 44Sc 45Ti {syn.} 184,8 min ε 2,062 45Sc 46Ti 8,0 % Stabil 47Ti 7,3 % Stabil 48Ti 73,8 % Stabil 49Ti 5,5 % Stabil 50Ti 5,4 % Stabil 51Ti {syn.} 5,76 min β− 2,471 51V 52Ti {syn.} 1,7 min β− 1,973 52V
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
Spin- Quanten- zahl I γ in rad·T−1·s−1 Er (1H) fL bei B = 4,7 T in MHz 47Ti −5/2 0−1,5105 · 107 2,09 · 10−3 011,299 49Ti −7/2 0−1,5109 · 107 3,76 · 10−3 011,302
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[11] Pulver Gefahr H- und P-Sätze H: 250​‐​252 P: 210​‐​222​‐​280​‐​235+410​‐​422​‐​420[11]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Titan ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Ti und der Ordnungszahl 22. Es gehört zu den Übergangsmetallen und steht im Periodensystem in der 4. Nebengruppe (4. IUPAC-Gruppe) oder Titangruppe. Das Metall ist weiß-metallisch glänzend, hat eine geringe Dichte, ist korrosions- und temperaturbeständig sowie mechanisch fest und duktil.

Titan wird heute üblicherweise zu den Leichtmetallen gezählt. Mit einer Dichte von 4,50 g/cm³ bei Raumtemperatur ist es das schwerste Element dieser Kategorie und liegt damit nahe an der heute meist verwendeten Grenze zwischen Leicht- und Schwermetallen von 5 g/cm³.

In der Erdkruste gehört Titan zu den zehn häufigsten Elementen, kommt jedoch fast ausschließlich chemisch gebunden als Bestandteil von Mineralen vor. Nur in wenigen Lagerstätten ist das Auftreten von elementarem Titan nachgewiesen.

1. ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus webelements.com (titanium) entnommen.
2. ↑ CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.
3. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu titanium in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: NIST, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd).  Abgerufen am 11. Juni 2020.
4. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu titanium bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 11. Juni 2020.
5. ↑ N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1. Auflage. 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 1231.
6. ↑ Robert C. Weast (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
7. ↑ ^{a b} Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
8. ↑ Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen Harry H. Binder.
9. ↑ David R. Lide: CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC Press, 1998, ISBN 0-8493-0479-2.
10. ↑ ^{a b} der-wirtschaftsingenieur.de: Elastizitäts-Modul (E-Modul), abgerufen am 29. Mai 2013.
11. ↑ ^{a b} Eintrag zu Titan, Pulver in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 30. April 2017. (JavaScript erforderlich)