Геологическая энциклопедия - титан

Ti (от греч. Titanes титаны; лат. Titanium * a. titanium; н. Titan; ф. titane; и. titanio), хим. элемент IV группы периодич. системы Менделеева, ат. н. 22, ат. м. 47,88. Природный Т. состоит из 5 стабильных изотопов: ⁴⁶Ti (7,99%), ⁴⁷Ti (7,32%), ⁴⁸Ti (73,98%), ⁴⁹Ti (5,46%), ⁵⁰Ti (5,25%). Известно 5 искусств. радиоактивных изотопов Т. с массовыми числами 41, 43-45 и 51.

Первоначально Т. в виде TiO2 открыт англ. минералогом-любителем У. Грегором в 1790 в магнитной фракции песков местечка Менакан (Великобритания). Однако в 1795 нем. химик М. Г. Клапрот установил, что обнаруженный Грегором элемент "менакит" представляет собой природный оксид металла. Металлич. Т. получен амер. учёным М. А. Хантером в 1910 при нагревании хлорида Т. с натрием в герметич. стальной бомбе. Чистый пластичный металл получили нидерл. исследователи А. ван Аркел и И. де Бур в 1925 методом термич. диссоциации иодида Т.

Т. серебристо-белый металл, до темп-ры 883В°С устойчива α-форма, имеющая гексагональную решётку с плотнейшей упаковкой (а=0,2951, с=0,4679 нм), выше ОІ-Ti с кубич. объёмноцентрир. решёткой (а=0,3269 нм); плотность α-Ti 4505 кг/м³, ОІ-Ti 4320 кг/м³; tпл 1672В°С, tкип 3289В°С; теплопроводность 15,5 Вт/(мВ·К); молярная теплоёмкость 104,68 Дж/(мольВ·К), электрич. сопротивление 55В·* 10^-4 (ОмВ·м); температурный коэфф. линейного расширения 8,09В·* 10^-6 К^-1; темп-ра перехода в сверхпроводящее состояние 1,81 К; парамагнитен.

Т.химически активный переходный элемент, в соединениях имеет степень окисления +4, реже +3, +2. До 500-550В°С Т. коррозионно устойчив, что объясняется наличием на его поверхности тонкой, но прочной плёнки оксидов. С кислородом взаимодействует при темп-рах выше 600В°С с образованием TiO2. Устойчив к действию разбавленных неорганич. кислот, щелочей, галогенов (в присутствии паров H2O). Т. обладает способностью поглощать водород, азот и др. газы, образуя соответственно гидриды, нитриды и т.д. При взаимодействии с бором, углеродом, селеном, кремнием Т. образует металлоподобные соединения, отличающиеся тугоплавкостью и высокой твёрдостью.

Ср. содержание Т. в земной коре (кларк) 0,45%, в ультраосновных породах 3В·* 10^-2%, основных 0,9%, кислых 0,23%. Наиболее обогащены Т. пегматиты гранитов и щелочных пород. Известно 67 минералов Т., важнейшие из к-рых Рутил, Перовскит, Ильменит, титанит, титаномагнетит. Т. является петрогенным элементом и, относясь к литофильным (по классификации Гольдшмидта), наибольшее геохим. сходство имеет с марганцем.

В пром. масштабах Т. получают хлорированием рудных концентратов (если сырьём служит ильменит или титаномагнетит, то хлорируют шлаки, отделяемые от расплавленного железа при плавке в электропечах). Последующим восстановлением TiCl4 металлич. магнием (реже натрием) получают титановую губку. Переплавление губки в вакуумных дуговых печах даёт компактный металл. Осн. часть Т. в виде сплавов расходуется на нужды авиационной и ракетной техники, а также судостроения; для изготовления узлов и агрегатов, используемых в хим. и пищевой пром-сти. Карбид Т., обладающий высокой твёрдостью, входит в состав твёрдых сплавов, применяемых для изготовления режущих инструментов. Губчатый Т. широко используется в вакуумной технике. Оксид Т. применяется в лакокрасочном произ-ве. Т. хорошо поддаётся полировке и др. методам отделки, обладая высокой коррозионной стойкостью, идёт на изготовление разл. художеств. изделий, в т.ч. скульптуры (монумент в Москве, сооружённый в честь запуска первого искусств. спутника Земли, отделан листами полированного Т.).

Литература: Горощенко Я. Г., Химия титана, кн. 1-2, К., 1970-72; Корнилов И. И., Титан, М., 1975.

С. Ф. Карпенко.