Titanio

Escandio ← TitanioVanadio
 Hexagonal.svgCapa electrónica 022 Titanio.svg
 
22
Ti
 
        
        
                  
                  
                                
                                
Tabla completaTabla ampliada
Ti,22.jpg
Titanio
Información general
Nombre, símbolo, númeroTitanio, Ti, 22
Serie químicaMetales de transición
Grupo, período, bloque4, 4, d
Masa atómica47,867(1)[1]​ u
Configuración electrónica[Ar]3d24s2
Dureza Mohs6
Electrones por nivel2, 8, 10, 2 (imagen)
Propiedades atómicas
Radio medio140 pm
Electronegatividad1,54 (escala de Pauling)
Radio atómico (calc)176 pm (radio de Bohr)
Radio covalente136 pm
Radio de van der WaalsSin datos pm
Estado(s) de oxidación4, 3, 2, 1, −1,[2]
ÓxidoAnfótero
1.ª Energía de ionización658,8 kJ/mol
2.ª Energía de ionización1309,8 kJ/mol
3.ª Energía de ionización2652,5 kJ/mol
4.ª Energía de ionización4174,6 kJ/mol
5.ª Energía de ionización9581 kJ/mol
6.ª Energía de ionización11533 kJ/mol
7.ª Energía de ionización13590 kJ/mol
8.ª Energía de ionización16440 kJ/mol
9.ª Energía de ionización18530 kJ/mol
10.ª Energía de ionización20833 kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinarioSólido
Densidad4507 kg/m3
Punto de fusión1941 K (1668 °C)
Punto de ebullición3560 K (3287 °C)
Entalpía de vaporización421 kJ/mol
Entalpía de fusión15,45 kJ/mol
Presión de vapor0,49 Pa a 1933 K
Varios
Estructura cristalinaHexagonal
N° CAS7440-32-6
N° EINECS231-142-3
Calor específico520 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica2,38 × 106 S/m
Conductividad térmica21,9 W/(K·m)
Velocidad del sonido4140 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del titanio
isoANPeriodoMDEdPD
MeV
44TiSintético60,0 aε0,26844Sc
46Ti8,25 %Estable con 24 neutrones
47Ti7,44 %Estable con 25 neutrones
48Ti73,72 %Estable con 26 neutrones
49Ti5,41 %Estable con 27 neutrones
50Ti5,18 %Estable con 28 neutrones
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.

El titanio es un elemento químico de símbolo Ti y número atómico 22 que se sitúa en el grupo 4 de la tabla periódica de los elementos. Es un metal de transición de color gris, baja densidad y gran dureza. Es muy resistente a la corrosión por agua del mar, agua regia y cloro.

Fue descubierto independientemente en 1791 por William Gregor en una mina de Cornwall, Gran Bretaña, y en 1795 por Martin Heinrich Klaproth, que lo nombró «titanio» por los titanes de la mitología griega.[cita requerida] Este elemento abunda en depósitos de minerales, principalmente en forma de óxidos como el rutilo y la ilmenita, ampliamente distribuidos en la corteza terrestre y la litosfera; también se encuentra en los seres vivos, cuerpos de agua y objetos extraterrestres.[3]

En estado puro, presenta una elevada resistencia a la corrosión y la mayor proporción de dureza-densidad de todos los elementos metálicos.[9]

El titanio puede formar aleaciones con el hierro, el aluminio, el vanadio y el molibdeno entre otros elementos, idóneas por sus propiedades de ligereza y resistencia para la construcción de maquinaria para aplicaciones aeroespaciales —motores de reacción, misiles y naves espaciales—, militares, industriales —almacenamiento y transporte de productos químicos y petroquímicos, y plantas de desalinización—, en la automoción, para prótesis médicas e implantes ortopédicos, instrumentos e implantes dentales, aparatos deportivos, joyería o teléfonos móviles.[3]

Características

Propiedades físicas

El titanio es el elemento metálico que posee la mayor proporción de dureza-densidad.[3]

Las aleaciones comerciales de titanio, con una pureza del 99,2 %, tienen una tensión de rotura de unos 434 MPa (63 000 psi), equivalente a la de las aleaciones comunes de acero pero con una menor densidad que estas. El titanio tiene una densidad un 60 % mayor que el aluminio, pero es el doble de fuerte que la aleación de aluminio más común 6061-T6.[10]

Es un metal alotrópico dimórfico. Su estructura cristalina en estado alfa tiene forma hexagonal y se torna en una de forma cúbica centrada en el cuerpo al pasar al estado beta, a una temperatura de 882 °C (1155 K).[13]

Propiedades químicas

Diagrama de Pourbaix para el titanio[14]

Al igual que el aluminio y el magnesio, el titanio y sus aleaciones se oxidan cuando están expuestos al aire. El titanio reacciona con el oxígeno a temperaturas de 1200 °C (1470 K) en el aire y 610 °C (883 K) en oxígeno puro, formando dióxido de titanio.[15]

El titanio presenta una gran resistencia a la corrosión, comparable a la del platino, capaz de resistir el ataque de ácidos minerales fuertes como el sulfúrico y otros oxoácidos, de la mayoría de ácidos orgánicos y de soluciones de cloro.[5]

Es uno de los pocos elementos que arden en nitrógeno puro, reaccionando a una temperatura de 800 °C (1070 K) para formar nitruro de titanio, lo que causa una pérdida de ductilidad en el material.[17]

Abundancia

Producción de rutilo e ilmenita en 2011[18]
País Miles de toneladas


% del total
Flag of Australia.svg Australia 1300 19,4
Flag of South Africa.svg Sudáfrica 1160 17,3
Flag of Canada.svg Canadá 700 10,4
Flag of India.svg India 574 8,6
Bandera de Mozambique Mozambique 516 7,7
Bandera de la República Popular China China 500 7,5
Bandera de Vietnam Vietnam 490 7,3
Flag of Ukraine.svg Ucrania 357 5,3
Otros países 1103 16,5
Total mundial 6700 100

El titanio siempre aparece naturalmente unido a otros elementos. Es el noveno elemento y séptimo metal más abundante en la corteza terrestre, suponiendo un 0,63 % de su masa.[19]

Su aparición se produce principalmente en los minerales anatasa, brookita, ilmenita, perovskita, rutilo y titanita.[18]

La concentración molar de titanio en los océanos es de aproximadamente 4 picomoles. A una temperatura de 100 °C (373 K) la concentración en el agua se estima en menos de 10−7 M en pH 7. No hay evidencias que indiquen cuál es el papel biológico del titanio, a pesar de que algunos organismos particulares presentan altas concentraciones.[20]

Este metal también se detectó en meteoritos, en el Sol y en estrellas de tipo M,[4]

Isótopos

Se encuentran cinco isótopos estables en la naturaleza: 46Ti, 47Ti, 48Ti, 49Ti e 50Ti, siendo 48Ti el más abundante de ellos con un 73,8% de abundancia natural. Se caracterizaron once radioisótopos, siendo los más estables 44Ti con un período de semidesintegración de 63 años, 45Ti con un período de 184,8 minutos, 51Ti con un período de 5,76 minutos y 52Ti con un período de 1,7 minutos. Para el resto, sus vidas medias son de menos de 33 segundos, y la mayoría de menos de medio segundo.[9]

Los isótopos de titanio tienen pesos atómicos que van desde 39,99 Da (40Ti) hasta 57,966 de la (58Ti). El principal método de desintegración antes del isótopo estable más abundante 48Ti es la captura electrónica, mientras que luego de este es la desintegración beta. Los productos de esta desintegración antes del 48Ti son isótopos del elemento 21 (escandio), y los posteriores son isótopos del elemento 23 (vanadio).[4]

Other Languages
Afrikaans: Titaan (element)
አማርኛ: ቲታኒየም
aragonés: Titanio
العربية: تيتانيوم
asturianu: Titaniu
azərbaycanca: Titan
تۆرکجه: تیتانیوم
беларуская (тарашкевіца)‎: Тытан
български: Титан (елемент)
भोजपुरी: टाइटैनियम
བོད་ཡིག: ཊའི་ཊི་ནིམ།
brezhoneg: Titaniom
bosanski: Titanij
català: Titani
Mìng-dĕ̤ng-ngṳ̄: Titanium
Cebuano: Titanyo
کوردی: تیتانیۆم
corsu: Titaniu
čeština: Titan (prvek)
Cymraeg: Titaniwm
Ελληνικά: Τιτάνιο
English: Titanium
eesti: Titaan
euskara: Titanio
فارسی: تیتانیم
suomi: Titaani
français: Titane
Nordfriisk: Titan
furlan: Titani
Gaeilge: Tíotáiniam
贛語:
Gàidhlig: Titanium
galego: Titanio
ગુજરાતી: ટાઇટેનિયમ
客家語/Hak-kâ-ngî: Titanium
Hawaiʻi: Titanium
עברית: טיטניום
हिन्दी: टाइटेनियम
Fiji Hindi: Titanium
hrvatski: Titanij
Kreyòl ayisyen: Titàn
Հայերեն: Տիտան
interlingua: Titanium
Bahasa Indonesia: Titanium
Ido: Titanio
íslenska: Títan
italiano: Titanio
日本語: チタン
la .lojban.: jinmrtitani
Basa Jawa: Titanium
ქართული: ტიტანი
Kabɩyɛ: Tɩtanɩyɔm
Gĩkũyũ: Titanium
қазақша: Титан
한국어: 타이타늄
kurdî: Tîtan
Кыргызча: Титан
Latina: Titanium
Lëtzebuergesch: Titan (Element)
Limburgs: Titanium
Ligure: Titanio
lumbaart: Titanio
lietuvių: Titanas
latviešu: Titāns
македонски: Титан
മലയാളം: ടൈറ്റാനിയം
монгол: Титан
кырык мары: Титан (элемент)
Bahasa Melayu: Titanium
မြန်မာဘာသာ: တိုင်‌တေနီယမ်
Plattdüütsch: Titan (Element)
नेपाली: टाइटानियम
नेपाल भाषा: टाइटानियम
Nederlands: Titanium
norsk nynorsk: Grunnstoffet titan
occitan: Titani
Livvinkarjala: Titanium
ଓଡ଼ିଆ: ଟିଟାନିଅମ
ਪੰਜਾਬੀ: ਟਾਈਟੇਨੀਅਮ
Piemontèis: Titani
پنجابی: ٹائٹینیم
português: Titânio
Runa Simi: Titanyu
română: Titan
armãneashti: Titaniu
संस्कृतम्: टाइटेनियम्
sicilianu: Titaniu
Scots: Titanium
srpskohrvatski / српскохрватски: Titanij
Simple English: Titanium
slovenčina: Titán (prvok)
slovenščina: Titan (element)
Soomaaliga: Titaaniyaam
shqip: Titani
српски / srpski: Титанијум
Seeltersk: Titan (Element)
Basa Sunda: Titanium
svenska: Titan
Kiswahili: Titani
తెలుగు: టైటానియం
Tagalog: Titanyo
Türkçe: Titanyum
татарча/tatarça: Титан
ئۇيغۇرچە / Uyghurche: تىتان
oʻzbekcha/ўзбекча: Titan (unsur)
vepsän kel’: Titan (himine element)
Tiếng Việt: Titan
Winaray: Titanyo
хальмг: Титан
ייִדיש: טיטאניום
Yorùbá: Titaniomu
中文:
文言:
Bân-lâm-gú: Titanium
粵語: