Хемијска својства титанијума

Титанијум је елемент групе ИВБ у четвртом периоду периодног система. Његова атомска електронска структура је [Ар]3д²4с², са четири валентна електрона доступна за повезивање. Стога је његово највеће оксидационо стање у једињењима (Ⅳ). Пошто припада првој прелазној серији и има два неспарена 3д електрона, они такође могу учествовати у везивању, омогућавајући титанијуму да има нижа оксидациона стања (Ⅱ) и (Ⅲ).

У једињењима титанијума (Ⅳ), атоми су у суштини инертни. Ти⁴⁺ јон има радијус од 60 пм, што га чини катјоном високог-набоја, малог-радијуса, велике-поље-снаге са јаком поларизационом моћи према координационим јонима. Стога су једињења Ти(Ⅳ) увек ковалентна, слична у формирању једињења као Си(Ⅳ) и Сн(Ⅳ). На пример, тетрахлорид је лако хидролизована течност која дими. У стварности, не постоје слободни Ти⁴⁺ јони или солватирани јони; највише, (-Ти-О⁻)²⁺ ланац-попут хидратизованих јона постоје у киселим растворима. У једноставним титанијум(ИВ) једињењима, титан има координациони број 4. Међутим, због присуства 3д орбитала у његовој атомској електронској структури, 4-координатни титан(ИВ) је добра Луисова киселина и може да прихвати лиганде да прошири координациони број на 6. Једињења са координационим бројевима од 5, 7 и 8 су такође пронађена под одређеним условима. Сваки координациони број одговара специфичној молекуларној стереоструктури. Титан (ИИИ) је такође важна валенција титанијума; д1-конфигурисан тровалентни титанијум често формира октаедарске комплексне јоне, као што су ТиФ63- и Ти(Х2О)63+.

Поред уобичајених оксидационих стања ИИ, ИИИ и ИВ, титан у једињењима може да покаже ретка стања ниске оксидације или негативна оксидациона стања И, О, ​​-И и -ИИ када се комбинују са π-киселим лигандима (лиганди који могу да врате електроне централном атому титанијума).