شرح تصویر:
تصویر نمادی از تیتان‌های اساطیریِ یونان است که نام این عنصر از آنها گرفته شده است. این نماد مجسمه‌های قدیمی که به عنوان نذر پیشکش می‌شدند را نشان می‌دهد.
شکل ظاهری:
تیتانیم فلزی سخت، درخشان و محکم است.
کاربردها:
تیتانیم به اندازۀ فولاد محکم اما بسیار سبک‌تر از آن است. بنابراین برای کاربرد در آلیاژ با بسیاری از فلزات شامل آلومینیم، مولیبدن و آهن اهمیت دارد. این آلیاژها عمدتاً در هواپیما، فضاپیما و موشک به کار می‌روند زیرا چگالی کمی دارند و در برابر دماهای بسیار بالا یا بسیار پایین مقاومند. از این آلیاژها در ساخت چوب گلف، لپ‌تاپ، دوچرخه و عصا نیز استفاده می‌شود.
در چگالنده (کندانسور)های نیروگاه‌های برق از لوله‌های تیتانیمی استفاده می‌کنند زیرا در برابر خوردگی مقاوم‌اند. به دلیل همین مقاومت عالی تیتانیم در برابر خوردگی در آب دریا، از آن در کارخانه‌های نمک‌زدایی و همچنین برای محافظت از بدنه کشتی‌ها، زیردریایی‌ها و دیگر سازه‌هایی که درون آب دریا قرار دارند استفاده می‌شود.
فلز تیتانیم به‌خوبی به استخوان متصل می‌شود و به همین دلیل در جراحی‌هایی مانند جایگزینی مفصل‌ها (به ویژه مفصل ران) و ایمپلنت‌های دندانی کاربرد پیدا کرده‌اند.
بیش‌ترین مصرف تیتانیم به شکل تیتانیم(IV) اکسید است. از این ماده به‌طور گسترده‌ای به عنوان رنگ‌دانۀ رنگ‌های خانگی، رنگ‌های نقاشی، پلاستیک‌ها، ظروف لعابی و کاغذ استفاده می‌شود. تیتانیم(IV) اکسید رنگدانه‌ای به رنگ سفید روشن با قدرت پوشانندگی بسیار خوب است. این ماده بازتابنده بسیار خوبی برای تابش زیرقرمز نیز هست و بنابراین در رصدخانه‌های خورشیدی که گرما باعث کاهش دید می‌شود به کار می‌رود.
از تیتانیم(IV) اکسید در کرم‌های ضدآفتاب استفاده می‌شود زیرا مانع رسیدن نور UV به پوست می‌شود. هنگامی‌که نانوذرات تیتانیم(IV) اکسید روی پوست قرار می‌گیرند نامرئی به نظر می‌رسند.
نقش زیست‌شناختی:
تیتانیم هیچ نقش زیست‌شناختی شناخته‌شده‌ای ندارد. غبار ذرات ریز تیتانیم دی‌اکسید مشکوک به سرطان‌زایی است.
فراوانی طبیعی:
تیتانیم نهمین عنصر فراوان در زمین است. تیتانیم تقریباً همیشه در سنگ‌های آذرین و در رسوبات حاصل از این سنگ‌ها حضور دارد. تیتانیم در کانی‌های ایلمِنیت، روتیل و اسفِن یافت می‌شود و تیتانات‌ها و بسیاری از سنگ معدن‌های آهن، محتوی تیتانیم هستند.
در صنعت تیتانیم از احیای تیتانیم(IV) کلرید با منیزیم تولید می‌شود و تیتانیم(IV) اکسید نیز از طریق «فرایند سولفات» یا «فرایند کلرید» تولید می‌شود که در هر دو فرایند از کانی ایلمنیت به عنوان مادۀ اولیه استفاده می‌شود.
اولین کانی تیتانیم به نام مناچِنیت را که به شکل شنی سیاه‌رنگ بود، ویلیلم گرگور در سال ۱۷۹۱ میلادی کشف کرد. او با بررسی این کانی نتیجه گرفت که از اکسیدهای آهن و فلزی ناشناخته تشکیل شده است و این موضوع را به انجمن سلطنتی زمین‌شناسی کورنوال (انگلیس) گزارش کرد.
در سال ۱۷۹۵ میلادی شیمی‌دان آلمانی مارتین هاینریش کلاپروت در برلین یک سنگ معدن قرمز رنگ (معروف به شورل) از مجارستان را بررسی می‌کرد. این سنگ معدن شکلی از روتیل (TiO2) است و کلاپروت متوجه شد که اکسیدِ عنصری ناشناخته است و آن عنصر را تیتانیم نامید. هنگامی که از کشفِ گرگور خبردار شد به بررسی مناچنیت پرداخت و تأیید کرد که این کانی نیز محتوی تیتانیم است.
با این حال تا سال ۱۹۱۰ میلادی طول کشید تا م. ا. هانتر که در شرکت جنرال الکتریک آمریکا کار می‌کرد با حرارت دادن تیتانیم تتراکلرید و فلز سدیم بتواند فلز تیتانیم خالص را تولید کند.
|
| ||||
|
|
| انرژی‌های یونش | اول | دوم | سوم | چهارم | پنجم | ششم | هفتم | هشتم |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kJ/mol | ۶۵۸/۸۱۳ | ۱۳۰۹/۸۳۷ | ۲۶۵۲/۵۴۶ | ۴۱۷۴/۶۵۱ | ۹۵۸۱ | ۱۱۵۳۲/۸۹ | ۱۳۵۸۵/۱ | ۱۶۴۴۱/۱ |
حالت‌های اکسایش معمول: ۴ ، ۳
ایزوتوپ‌ها:
| ایزوتوپ | جرم اتمی | فراوانی طبیعی (٪) | نیمه‌عمر | شیوه واپاشی |
|---|---|---|---|---|
| 46Ti | ۴۵/۹۵۳ | ۸/۲۵ | - | - |
| 47Ti | ۴۶/۹۵۲ | ۷/۴۴ | - | - |
| 48Ti | ۴۷/۹۴۸ | ۷۳/۷۲ | - | - |
| 49Ti | ۴۸/۹۴۸ | ۵/۴۱ | - | - |
| 50Ti | ۴۹/۹۴۵ | ۵/۱۸ | - | - |
داده‌ها:
W. M. Haynes, ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, 95th Edition, Internet Version 2015, accessed December 2014
Tables of Physical & Chemical Constants, Kaye & Laby Online, 16th edition, 1995. Version 1.0 (2005), accessed December 2014
J. S. Coursey, D. J. Schwab, J. J. Tsai, and R. A. Dragoset, Atomic Weights and Isotopic Compositions (version 4.1), 2015, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, accessed November 2016
خواص و کاربردها:
John Emsley, Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements, Oxford University Press, New York, 2nd Edition, 2011
Thomas Jefferson National Accelerator Facility - Office of Science Education, It’s Elemental - The Periodic Table of Elements, accessed December 2014
تاریخچه:
Elements 1-112, 114, 116 and 117 © John Emsley 2012. Elements 113, 115, 117 and 118 © Royal Society of Chemistry 2017
همه عنصرها