Periyodik Tablo/Titanyum

Titanyum

Titanium

Geçiş Metali

Periyot 4

Grup 4

Katı

Yüksek mukavemet/ağırlık oranına sahip metal. Uzay araçları, tıbbi implantlar ve yarı iletken sanayisinde kullanılır.

Atom Numarası

Atom Kütlesi

47.867 g/mol

Elektron Konfigürasyonu

[Ar] 3d² 4s²

Kabuklar

2 | 8 | 10 | 2

Elektronegatiflik

1.54

Yoğunluk

4.507 g/cm³

Erime Noktası

1667.8 °C

Kaynama Noktası

3286.8 °C

Keşfeden

William Gregor

Keşif Tarihi

Titanyum, 1791'de İngiliz amatör mineralog William Gregor tarafından Kornwall'daki kara kumda (menakanit, bugünkü ilmenit) keşfedildi. Alman kimyacı Martin Heinrich Klaproth 1795'te aynı elementi rutil mineralinde bağımsız olarak buldu ve Yunan mitolojisindeki Titanlar'a atfen "Titanium" adını verdi. Saf titanyum metalini ilk kez Matthew Hunter 1910'da TiCl₄ + Na tepkimesiyle elde etti; endüstriyel Kroll prosesi (TiCl₄ + Mg) ise 1940'ta Wilhelm Kroll tarafından geliştirildi.

İzotoplar

⁴⁶Ti

Doğal bolluk: %8,25. Kararlı.

⁴⁷Ti

Doğal bolluk: %7,44. NMR aktif (spin-5/2).

⁴⁸Ti

Doğal bolluk: %73,72. Baskın izotop; en bol titan izotopu.

⁴⁹Ti

Doğal bolluk: %5,41. Kararlı.

⁵⁰Ti

Doğal bolluk: %5,18. Kararlı.

Önemli Bileşikler

TiO₂

Titanyum DioksitBeyaz boya pigmenti; güneş kremi UV filtresi; fotokatalizör (hava/su arıtımı).

TiCl₄

Titanyum TetraklorürKroll prosesinde Ti metal öncüsü; Ziegler-Natta polimerizasyon katalizörü.

TiN

Titanyum NitrürAşınmaya karşı sert kaplama; altın rengi dekoratif yüzey.

TiC

Titanyum KarbürSert metal (sermet) kesici alet bileşeni.

BaTiO₃

Baryum TitanatPiezoelektrik; kondansatör ve transdüser.

Kullanım Alanları

Havacılık: uçak ve roket gövdelerinde çeliğe göre %40 hafif, aynı dayanım
Medikal implant: kalça, diz protezi, diş implantı, kemik vidası
TiO₂ pigmenti: en yaygın beyaz boya pigmenti (%90 pazar payı); güneş kremi UV filtresi
Spor ekipmanları: golf, bisiklet, tenis raketi çerçeveleri
Deniz uygulamaları: deniz suyu ve asitli ortamlarda korozyon direnci
Titanyum nitrür (TiN): sarı-altın rengi sert kaplama; matkaplar, kesici takım yüzeyleri

Biyolojik Rol

Titanyumun bilinen esansiyel bir biyolojik rolü yoktur. Ancak biyo-uyumluluğu son derece yüksektir: vücut dokuları titanyuma karşı immün tepki geliştirmez, bu da onu ortopedik ve diş implantları için ideal kılar.

İlginç Bilgiler

Titanyum, birim yoğunluk başına en yüksek mukavemete sahip metallerden biridir ("güç/ağırlık oranı şampiyonu").
Kroll prosesi: TiCl₄ + 2Mg → Ti + 2MgCl₂ (inert atmosferde); enerji yoğun olduğundan Ti pahalıdır.
TiO₂ fotokatalitik aktivitesi sayesinde UV ışığında organik kirleticileri parçalar; "kendi kendini temizleyen" cam ve kaplama yüzeylerinde kullanılır.
Titanyum deniz suyu, klor ve birçok asitle tepkimeye girmez; bu dayanıklılığı yüzeyindeki kalın TiO₂ pasif filminden kaynaklanır.
NASA uzay araçlarında ve SR-71 Blackbird süpersonik casus uçağında (~%93 Ti) titanyum yoğun kullanılmış; Concorde ise ağırlıklı alüminyum alaşımı kullandı.

Çalışma Notları

Geçiş metali; Grup 4, Periyot 4; elektron dizilimi [Ar] 3d² 4s².
Yaygın yükseltgenme basamağı +4; ayrıca +3 ve +2 de görülür.
TiO₂ beyaz pigmentin kurşun beyaza (PbCO₃) alternatifi olarak 20. yüzyılda yaygınlaştığı bilinir.
Biyouyumluluk → kemik implantı; Ti–6Al–4V (Ti₆Al₄V) titanyum alaşımı en yaygın medikal alaşım.

Titanyum SSS

Titanyum atom numarası kaçtır?

Titanyum elementinin atom numarası 22'dır.

Titanyum elektron dizilimi nedir?

Titanyum elementinin elektron dizilimi [Ar] 3d² 4s² şeklindedir.

Titanyum nerelerde kullanılır?

Havacılık: uçak ve roket gövdelerinde çeliğe göre %40 hafif, aynı dayanım

Skandiyum Periyodik Tablo Vanadyum