ELEMENTDATEN
Position von Titan im PSE

Titan (OZ: 22)
4. Nebengruppe
Titangruppe
Normalzustand
Feststoff - Metall
hart, dehnbar, silbrig-glänzend
7440-32-6
22
47,88
3,15

144,8 pm
61 (+4) pm
132 pm
Konfiguration [Ar] 3d² 4s²
Oxidationszahlen 4, 3
Ionisierungseng. 6,82
Dichte 4,51 g/cm³

1,54
1,3
3,45 eV

1933.0 K
1660 °C
3533.0 K
3260 °C
Natürliche Isotope
Ti-46: 8,2% Ti-47: 7,4% Ti-48: 73,8% Ti-49: 5,4% Ti-50: 5,2%
Entdeckung
1791
Gregor u. Klaproth
England
hartes, dehnbares, silbrig-glänzendes Metall

Titan

Symbol: Ti
Ordungszahl: 22

4. Nebengruppe (Titangruppe)

Namensbedeutung
Entdeckung
Vorkommen
Eigenschaften
Isotope
Verwendung


Namensbedeutung

Titanen: Riesen der griechischen Mythologie (engl.: titanium)

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Entdeckung

Mit einem zeitlichen Abstand von nur vier Jahren wurde Titan gleich zweimal entdeckt: Zuerst fand es 1791 William Gregor im Eisensand von Cornwall, der zum größten Teil aus Titaneisenoxid bestand. Ohne von dieser Entdeckung zu wissen, wurde der deutsche Chemiker Klaproth im Jahre 1795 bei der Untersuchung von Erzproben auf das Oxid eines unbekannten Metalls aufmerksam. Auf ihn geht der Name Titanium zurück. 1825 gelang dann Berzelius die erste Darstellung von Titan, wobei die Proben noch stark verunreinigt waren. 1910 beherrschte man die Methode Titan mit einem Reinheitsgrad von 99,9% zu erhalten. Wirtschaftliche Bedeutung bekam es allerdings erst als 1938, als ein Verfahren zur industriellen Herstellung entwickelt worden war.

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Vorkommen

Das Element ist ein Übergangsmetall und steht am Anfang der 4. Nebengruppe. Es ist gleichzeitig das häufigste Element seiner Gruppen und hat einen Anteil am Aufbau der Erdkruste von 0,4 Gew.-% Es steht an 10. Stelle der Elementhäufigkeit und ist damit häufiger als beispielsweise Kohlenstoff, oder Phosphor. In der Natur kommt es stets gebunden vor. Die wohl wichtigsten Titan-Mineralien sind Titaneisenerz (Ilmenit) und die mineralischen Abkömmlinge von Titandioxid − Rutil, Anatas und Brookit. Erwähnenswert sind auch Perowskit und Sphen (Titanit). Titan ist in Böden und Gesteinen zumindest in Spuren praktisch allgegenwärtig. In granitischen Gesteinen findet man durchschnittlich 3000 ppm und in Kalkstein ca. 450 ppm. Im Wasser liegt es im gelösten Zustand primär in nicht-ionischer Form als Ti(OH)4 vor.

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Eigenschaften

Titan ist ein hartes, dehnbares, silbrig-glänzendes Metall. Gegen korrodierende Einflüsse ist es widerstandsfähig, da es bei Luftkontakt sofort eine schützende Oxidschicht bildet. Bei Wärme dehnt es sich kaum aus und ist gleichzeitig ein guter elektrischer Leiter. Seine mechanische Festigkeit ist mit der von Stahl zu vergleichen. Die wichtigste Oxidationszahl ist +4. Unter dem Einfluß hoher Temperaturen verbindet es sich mit vielen Nichtmetallen: zum Beispiel und sowie den Halogen. Wichtige Titanverbindungen sind Titandioxid und Titantetrachlorid.

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Isotope

Titan ist ein Gemisch aus fünf stabilen Isotopen, von denen Ti-48 mit 73,8% bei weitem am häufigsten ist. Außerdem gibt es acht radioaktive Nuklide, die Halbwertszeit zwischen 47,3 Jahren (Ti-44) und 80 Millisekunden (Ti-41) aufweisen.

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Verwendung

Erst mit dem Zweiten Weltkrieg begann die großtechnische Titanproduktion. Die Angaben über die jährliche Weltproduktion von metallischem Titan schwanken zwischen 100.000 und 1 Mio. Tonnen pro Jahr. Trotz der umfangreichen Ressourcen ist es bis heute aufgrund der aufwendigen Verfahren zu seiner Herstellung immer noch sehr teuer. Titan wird wegen seiner bemerkenswerten chemischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften in unzähligen technischen Bereichen eingesetzt. In Legierungen mit anderen Metallen erträgt es auch außergewöhnliche Beanspruchungen: Große Bedeutung erlangte es in der Luft- und Raumfahrt. So war beispielsweise die Innenschale der Mercury-Kapsel aus Titaniumblech. Es ist hervorragend geeignet für die Eisen- und Automobiltechnik und wird im Schiffs- und Turbinenbau eingesetzt. Außerdem wird es für medizinische Prothesen und in der chemischen Gerätetechnik eingesetzt.




Rutherford Online - Lexikon der Elemente 2006
Elementbeschreibungen: Titan
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