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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 Titan werden nach Durchlaufen von Schwerionenbeschleunigern zur künstlichen Elementsynthese durch sanfte Kernfusion verwendet (Rutherfordium).

 

Titan 1: Wichtige Isotope.

Isotop

natürliche Häufigkeit [%]

Atommasse

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

50Ti

5,4

49,944 792

stabil

 

Titan 2: Allgemeine, chemische und festkörperphysikalische Eigenschaften.

mittleres Atomgewicht [g mol-1]

  47,88

Dichte [g cm-3]

    4,54

Molvolumen [cm3]

  10,55

Oxidationszahlen

   -I, 0, II, III, IV

photoelektrische Arbeit [eV]

    4,1

Debye-Temperatur [K]

278

 

Titan 3: Thermische und elektromagnetische Eigenschaften.

Siedetemperatur [K]

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

spezifische magnetische Suszeptibilität [10-8 kg-1 m3]

      4,01

 

Titan 4: Atom- und kernphysikalische Eigenschaften.

Termsymbol

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

Einfangquerschnitt für thermische Neutronen [barn]

   6,1

 

 

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