Proprietățile chimice ale titanului

Titanul este un element din grupa IVB din a patra perioadă a tabelului periodic. Structura sa electronică atomică este [Ar]3d²4s², cu patru electroni de valență disponibili pentru legare. Prin urmare, cea mai înaltă stare de oxidare în compuși este (Ⅳ). Deoarece aparține primei serii de tranziție și are doi electroni 3d neperechi, aceștia pot participa și la legături, permițând titanului să aibă stări de oxidare inferioare (Ⅱ) și (Ⅲ).

În compușii de titan (Ⅳ), atomii sunt în esență inerți. Ionul Ti⁴⁺ are o rază de 60 pm, făcându-l un cation cu sarcină mare-, cu rază mică-, cu putere-câmp- mare, cu putere de polarizare puternică față de ionii coordonați. Prin urmare, compușii Ti(Ⅳ) sunt întotdeauna covalenți, similari în formarea compusului cu Si(Ⅳ) și Sn(Ⅳ). De exemplu, tetraclorura este un lichid vaporos, ușor hidrolizat. În realitate, nu există ioni Ti⁴⁺ liberi sau ioni solvați; În soluții acide există cel mult ionii hidratați (-Ti{-O⁻)²⁺-. În compușii simpli de titan (IV), titanul are un număr de coordonare de 4. Cu toate acestea, datorită prezenței orbitalilor 3d în structura sa electronică atomică, titanul cu 4 coordonate (IV) este un acid Lewis bun și poate accepta liganzi pentru a extinde numărul de coordonare la 6. S-au găsit și compuși cu numere de coordonare de 5, 7 și 8 în condiții specifice. Fiecare număr de coordonare corespunde unei stereostructuri moleculare specifice. Titanul(III) este, de asemenea, o valență importantă a titanului; Titanul trivalent configurat cu d1 formează adesea ioni complexi octaedrici, cum ar fi TiF63- și Ti(H2O)63+.

Pe lângă stările de oxidare comune II, III și IV, titanul din compuși poate prezenta stări rare de oxidare scăzută sau stări negative de oxidare I, O, -I și -II atunci când este combinat cu liganzi π-acizi (liganzi care pot returna electronii atomului central de titan).