Techniklexikon

Titan

(Ti, ehem. Element). Ab Mitte der fünfziger Jahre wurde T. zu einem technisch nutzbaren Werkstoff und einem bedeutenden Legierungsbestandteil (Legierung). T. vereinigt hohe Festigkeit mit geringer Dichte und ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit (Korrosion). T. legierungen findet man im Flugzeugbau, in Strahlturbinen (Gasturbine), unlegiertes T. im chemischen Apparatebau und in der Galvanotechnik (Galvanisieren). Als Legierungszusätze werden Aluminium, Zinn, Vanadium, Chrom und Eisen verwendet. Chemie, Physikalische Chemie, Ti, Element der Nebengruppe IV des Periodensystems bzw. der Gruppe Nr. 4 des Langperiodensystems, Ordnungszahl 22. Es besitzt die Elektronenkonfiguration [Ar]3d²4s² und besteht aus fünf Isotopen (siehe Tab.). Technisch wird Titan hauptsächlich zur Herstellung von Titanstahl, der besonders widerstandsfähig gegen Stösse und Schläge ist, verwendet. Lanthan-Legierungen mit geringen Zusätzen von Aluminium und Zinn besitzen den grössten Wert für das Verhältnis Festigkeit/Gewicht aller bisher bekannten Baumetalle. Sie werden im Flugzeugbau und in der chemischen Verfahrenstechnik eingesetzt. Die Atomkerne des Titan-Isotops  werden nach Durchlaufen von Schwerionenbeschleunigern zur künstlichen Elementsynthese durch sanfte Kernfusion verwendet (Rutherfordium).

 

Titan 1: Wichtige Isotope.

bottom:solid gray 1.0pt;border-right: none;mso-border-top-alt:solid gray .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; mso-border-bottom-alt:solid gray .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Isotop	bottom:solid gray 1.0pt;border-right:none;mso-border-top-alt: solid gray .75pt;mso-border-bottom-alt:solid gray .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> natürliche Häufigkeit [%]	bottom:solid gray 1.0pt;border-right:none;mso-border-top-alt: solid gray .75pt;mso-border-bottom-alt:solid gray .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Atommasse	bottom:solid gray 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid gray .75pt;mso-border-bottom-alt:solid gray .75pt; mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Halbwertszeit T1 / 2
44Ti	0	43,959 689	47 a
46Ti	8,0	45,952 629	stabil
47Ti	7,43	46,951 764	stabil
48Ti	73,8	47,947 947	stabil
49Ti	5,5	48,947 81	stabil
bottom:solid gray 1.0pt;border-right:none;mso-border-left-alt:solid black .75pt; mso-border-bottom-alt:solid gray .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 50Ti	bottom:solid gray 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid gray .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 5,4	bottom:solid gray 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid gray .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 49,944 792	bottom:solid gray 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid gray .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> stabil

 

Titan 2: Allgemeine, chemische und festkörperphysikalische Eigenschaften.

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> mittleres Atomgewicht [g mol-1]	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'>   47,88
Dichte [g cm-3]	4,54
Molvolumen [cm3]	10,55
Oxidationszahlen	-I, 0, II, III, IV
photoelektrische Arbeit [eV]	4,1
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Debye-Temperatur [K]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 278

 

Titan 3: Thermische und elektromagnetische Eigenschaften.

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Siedetemperatur [K]	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 3 560
Schmelztemperatur [K]	1 933
Siedeenthalpie [kJ mol-1]	428,9
Schmelzenthalpie [kJ mol-1]	20,9
Wärmeleitfähigkeit [W m-1 K-1]	21,9
spezifische Wärme [kJ kg-1 K-1]	0,523
thermischer Längenausdehnungskoeffizient [10-6 × K-1]	8,35
spezifischer Widerstand [10-8 Wm]	42
Übergangstemperatur Supraleiter [K]	0,39
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> spezifische magnetische Suszeptibilität [10-8 kg-1 m3]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'>       4,01

 

Titan 4: Atom- und kernphysikalische Eigenschaften.

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Termsymbol	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 3F2
1. Ionisierungsenergie [eV]	6,58
2. Ionisierungsenergie [eV]	13,10
Elektronenaffinität [eV]	0,079
Elektronegativität (Pauling)	1,54
effektive Kernladung (Slater)	3,15
magnetisches Moment [mB]	1,632
Ionenradius (Ti4+) [nm]	0,068
Atomradius [nm]	0,144 8
Kovalenzradius [nm]	0,132
Kernspin
47Ti	5/2-
49Ti	7/2-
kernmagnetisches Moment [mK]
47Ti	-0,788 5
49Ti	-1,041 4
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none;mso-border-left-alt:solid black .75pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Einfangquerschnitt für thermische Neutronen [barn]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'>    6,1