金屬鈦的化學性質

　　金屬鈦在高溫環境中的還原能力，能與氧、碳、氮以及其他許多元素化合，還能從部分金屬氧化物（比如氧化鋁）中奪取氧。常溫下鈦與氧氣化合生成一層致密的氧化膜，這層氧化膜常溫下不與絕大多數強酸、強堿反應，包括酸中——王水。它只與氫氟酸、熱的濃鹽酸、濃硫酸反應，因此鈦體現了性。

　　發展歷程

　　鈦元素發現于1789年，1908年挪威和美國開始用硫酸法生產鈦白，1910年在試驗室中次用鈉法制得海綿鈦，1948年美國杜邦公司才用鎂法成噸生產海綿鈦---這標志著海綿鈦即鈦工業化生產的開始。

　　中國鈦工業起步于20世紀50年代。1954，北京有色金屬研究總院開始進行海綿鈦制備工藝研究，1956年把鈦當作戰略金屬列入了12年發展規劃，1958年在撫順鋁廠實現了海綿鈦工業試驗，成立了中國個海綿鈦生產車間，同時在沈陽有色金屬加工廠成立了中國個鈦加工材生產試驗車間。

　　20世紀60-70年代，在的統一規劃下，先后建設了以遵義鈦廠為代表的10余家海綿鈦生產單位，建設了以寶雞有色金屬加工廠為代表的數家鈦材加工單位，同時也形成了以北京有色金屬研究總院為代表的力量，成為繼美國、前蘇聯和日本之后的第四個具有完整鈦工業體系的。

　　1980年前后，我國海綿鈦產量達到2800噸，然而由于當時大多數人對鈦金屬認識不足，鈦材的高價格也限制了鈦的應用，鈦加工材的產量僅200噸左右，我國鈦工業陷入困境。在這種情況下，由當時國務院副總理方毅同志倡導，朱镕基和袁寶華同志支持，于1982年7月成立了跨部委的鈦應用推廣小組，專門協調鈦工業的發展事宜，促成了20世紀80年代至90年代初期我國海綿鈦和鈦加工材產銷兩旺、鈦工業平穩發展的良好局面。

　　綜上所述，我國鈦工業大致經歷了三個發展期：即20世紀50年代的開創期，60-70年代的建設期和80-90年代的初步發展期。在新世紀，得益于國民經濟的持續、發展，我國鈦工業也進入了一個成長期。

　　鈦蝕，所以在化學工業上常常要用到它。過去，化學反應器中裝熱硝酸的部件都用不銹鋼。不銹鋼也怕那強烈的腐蝕劑——熱硝酸，每隔半年，這種部件就要統統換掉。現在，用鈦來制造這些部件，雖然成本比不銹鋼部件貴一些，但是它可以連續不斷地使用五年，計算起來反而合算得多。

　　在電化學中，鈦是單向閥型金屬，電位很負，通常無法用鈦作為陽極進行分解。

　　鈦的大缺點是難于提煉。主要是因為鈦在高溫下化合能力，可以與氧、碳、氮以及其他許多元素化合。因此，不論在冶煉或者鑄造的時候，人們都小心地防止這些元素“侵襲”鈦。在冶煉鈦的時候，空氣與水當然是嚴格禁止接近的，甚至連冶金上常用的氧化鋁坩堝也禁止使用，因為鈦會從氧化鋁里奪取氧。現在，人們利用鎂與四氯化鈦在惰性氣體——氦氣或氬氣中相作用，來提煉鈦。

　　人們利用鈦在高溫下化合能力的特點，在煉鋼的時候，氮很容易溶解在鋼水里， 當鋼錠冷卻的時候，鋼錠中就形成氣泡，影響鋼的質量。所以煉鋼工人往鋼水里加進金屬鈦，使它與氮化合，變成爐渣一—氮化鈦，浮在鋼水表面，這樣鋼錠就比較純凈了。

　　當超音速飛機飛行時，它的機翼的溫度可以達到500℃。如用比較耐熱的鋁合金制造機翼，一到二三百度也會吃不消，有一種又輕、又韌、又的材料來代替鋁合金而鈦恰好能夠滿足這些要求。鈦還能經得住零下一百多度的考驗，在這種低溫下，鈦仍舊有很好的韌性而不發脆。

　　利用鈦和鋯對空氣的吸收力，可以除去空氣，造成真空。比方，利用鈦制成的真空泵，可以把空氣抽到只剩下十萬萬萬分之一。

　　鈦的氧化物——二氧化鈦，是雪白的粉末，是好的白色顏料，俗稱鈦白。以前，人們開采鈦礦，主要目的便是為了獲得二氧化鈦。鈦白的粘附力強，不易起化學變化，是雪白的。特別可貴的是鈦白。它的熔點很高，被用來制造耐火玻璃，釉料，琺瑯、陶土、的實驗器皿等。

　　二氧化鈦是世界上白的東西， 1克二氧化鈦可以把 450多平方厘米的面積涂得雪白。它比常用的白顏料一—鋅鋇白還要白5倍，因此是調制白油漆的好顏料。世界上用作顏料的二氧化鈦，一年多到幾十萬噸。二氧化鈦可以加在紙里，使紙變白并且不透明，效果比其他物質大10倍，因此，鈔票紙和美術品用紙就要加二氧化鈦。此外，為了使塑料的顏色變淺，使人造絲光澤柔和，有時也要添加二氧化鈦。在橡膠工業上，二氧化鈦還被用作為白色橡膠的填料。

　　四氯化鈦是種有趣的液體，它有股刺鼻的氣味，在濕空氣中便會大冒白煙——它水解了，變成白色的二氧化鈦的水凝膠。在軍事上，人們便利用四氯化鈦的這股怪脾氣，作為人造煙霧劑。特別是在海洋上，水氣多，一放四氯化鈦，濃煙就象一道白色的長城，擋住了敵人的視線。在農業上，人們利用四氟化鈦來防霜。

　　鈦酸鋇晶體有這樣的特性：當它受壓力而改變形狀的時候，會產生電流，一通電又會改變形狀。于是，人們把鈦酸鋇放在超聲波中，它受壓便產生電流，由它所產生的電流的大小可以測知超聲波的強弱。相反，用高頻電流通過它，則可以產生超聲波。現在，幾乎所有的超聲波儀器中，都要用到鈦酸鋇。除此之外，鈦酸鋇還有許多用途。例如：鐵路工人把它放在鐵軌下面，來測量火車通過時候的壓力；醫生用它制成脈搏記錄器。用鈦酸鋇做的水底探測器，是銳利的水下眼睛，它不只能夠看到魚群，而且還可以看到水底下的暗礁、冰山和敵人的潛水艇等。

　　冶煉鈦時，要經過復雜的步驟。把鈦鐵礦變成四氯化鈦，再放到密封的不銹鋼罐中，充以氬氣，使它們與金屬鎂反應，就“海綿鈦”。這種多孔的“海綿鈦”是不能直接使用的，還把它們在電爐中熔化成液體，才能鑄成鈦錠。但制造這種電爐又談何容易！除了電爐的空氣抽干凈外，傷腦筋的是，簡直找不到盛裝液態鈦的坩堝，因為一般耐火材料部含有氧化物，而其中的氧就會被液態鈦奪走。后來，人們終于發明了一種“水冷銅坩堝”的電爐。這種電爐只有一部分區域很熱，其余部分都是冷的，鈦在電爐中熔化后，流到用水冷卻的銅坩堝壁上，馬上凝成鈦錠。用這種方法已經能夠生產幾噸重的鈦塊，但它的成本就可想而知了。

　　元素名稱：鈦

　　元素原子量：47.87

　　元素在海水中的含量:(ppm)

　　0.00048

　　元素在太陽中的含量:(ppm)

　　4

　　元素類型：金屬

　　核內質子數：22

　　核外電子數：22

　　核電核數：22

　　質子質量：3.6806E-26

　　質子相對質量：22.154

　　原子體積:(立方厘米/摩爾)

　　10.64

　　地殼中含量：（ppm）

　　5600

　　以下為增加內容：

　　氧化態：

　　Main Ti+4

　　Other Ti-1, Ti0, Ti+2, Ti+3

　　所屬周期：4

　　所屬族數：IVB

　　摩爾質量：48

　　氫化物：TiH4

　　氧化物：TiO

　　高價氧化物化學式：TiO2

　　密度：4.54g/cm3

　　熔點：1660.℃

　　沸點：3287.0 ℃

　　電離能 (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

　　外圍電子排布：2 8 8 4

　　核外電子排布：2,8,10,2

　　晶體結構：晶胞為六方晶胞。

　　晶胞參數：

　　a = 295.08 pm

　　b = 295.08 pm

　　c = 468.55 pm

　　α = 90°

　　β = 90°

　　γ = 120°

　　莫氏硬度：6

　　聲音在其中的傳播速率：（m/S）5090

　　顏色和狀態：銀灰色金屬

　　原子半徑：2

　　常見化合價：+2,+3,+4