Химический элемент легкий и твердый металл

Содержание

8 класс

Цель. Дать учащимся представление о свойствах металлов как химических элементов и как простых веществ, опираясь на их знания о природе химической связи. Рассмотреть применение простых веществ-металлов на основе их свойств. Совершенствовать умение сравнивать, обобщать, устанавливать взаимосвязь строения и свойств веществ. Развивать познавательную активность учеников, применяя игровые формы учебной деятельности.

Оборудование и реактивы. Карточки-задания, карточки с символами щелочных металлов (на каждого ученика), планшеты, таблица «Металлическая связь», игры «Алхимические знаки», спиртовка, старые медные монеты, батистовый мешочек, образцы металлов.

Учитель. Сегодня мы изучим металлы как химические элементы и металлы как простые вещества. Что называется химическим элементом?

Ученик. Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.

Учитель. Из 114 известных химических элементов 92 – металлы. Где в периодической системе химических элементов расположены металлы? Как расположены элементы-металлы в периодах?

Работа по таблице «Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева».

Ученик. Металлами начинается каждый период (кроме первого), и число их возрастает с увеличением номера периода.

Учитель. Сколько элементов-металлов в каждом периоде?

Статья подготовлена при поддержке школы английского языка в Москве «Аллада». Знание английского языка позволяет расширить свой кругозор, а также вы сможете познакомиться с новыми людьми и узнать много нового. Школа английского языка «Аллада» предоставляет уникальную возможность записать на курсы английского языка по оптимальной цене. Более подробную информацию о ценах и акциях действующих на данный момент вы сможете найти на сайте www.allada.org.

Ученик. В первом периоде металлов нет, во втором их два, в третьем – три, в четвертом – четырнадцать, в пятом – пятнадцать, в шестом – тридцать.

Учитель. В седьмом периоде свойствами металла должен обладать тридцать один элемент. Давайте посмотрим расположение металлов в группах.

Ученик. Металлы – это элементы, составляющие главные подгруппы I, II, III групп периодической системы (за исключением водорода и бора), элементы IV группы – германий, олово, свинец, V группы – сурьма, висмут, VI группы – полоний. В побочных подгруппах всех групп находятся только металлы.

Учитель. Элементы-металлы расположены в левой и нижней части периодической системы. А сейчас сделайте в тетрадях задание 1 из карточки-задания.

Задание 1. Выпишите из карточек химические знаки металлов. Назовите их. Подчеркните металлы главных подгрупп.

1-й в а р и а н т. Na, В, Сu, Be, Se, F, Sr, Cs.

О т в е т. Naнатрий, Сuмедь,
Beбериллий, Srстронций, Csцезий.

2-й в а р и а н т. K, С, Fe, Mg, Ca, О, N, Rb.

О т в е т. Kкалий, Feжелезо,
Mgмагний, Caкальций, Rbрубидий.

Учитель. Каковы особенности строения атомов металлов? Составьте электронные формулы атомов натрия, магния, алюминия.

(У доски работают три ученика, используя рисунок (рис. 1).)

Рис. 1. Подсказка для составления электронных формул:
уровни заселяются с верхушки и слева направо

Сколько электронов на внешнем уровне этих элементов-металлов?

Ученик. Число электронов на внешнем уровне у элементов главных подгрупп равно номеру группы, у натрия на внешнем уровне один электрон, у магния – два электрона, у алюминия – три электрона.

Учитель. Атомы металлов имеют малое число электронов (в основном от 1 до 3) на внешнем уровне. Исключение составляют шесть металлов: атомы германия, олова и свинца на внешнем слое имеют 4 электрона, атомы сурьмы, висмута – 5, атомы полония – 6. А теперь сделайте второе задание из карточки.

Задание 2. Приведены схемы электронного строения атомов некоторых элементов.

Какие это элементы? Какие из них принадлежат к металлам? Почему?

1-й в а р и а н т. 1s 2 , 1s 2 2s 2 , 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 , 1s 2 2s 2 2p 3 .

О т в е т. Гелий, бериллий, магний, азот.

2-й вариант. 1s 2 2s 1 , 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 , 1s 1 , 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p l .

О т в е т. Литий, натрий, водород, алюминий.

Учитель. Как связаны свойства металлов с особенностями их электронного строения?

Ученик. Атомы металлов имеют меньший заряд ядра и больший радиус по сравнению с атомами неметаллов того же периода. Поэтому прочность связи внешних электронов с ядром в атомах металлов небольшая. Атомы металлов легко отдают валентные электроны и превращаются в положительно заряженные ионы.

Учитель. Как изменяются металлические свойства в пределах одного и того же периода, одной и той же группы (главной подгруппы)?

Ученик. В пределах периода с ростом заряда атомного ядра, а соответственно и с ростом числа внешних электронов металлические свойства химических элементов уменьшаются. В пределах одной и той же подгруппы с ростом заряда атомного ядра, при постоянном числе электронов на внешнем уровне металлические свойства химических элементов увеличиваются.

Задание у доски (работают три ученика).

Указать знаком «» ослабление металлических свойств в следующих пятерках элементов. Объяснить расстановку знаков.

1. Be 2. Mg 3. Al
Na Mg Al K Ca Sc Zn Ga Ge
Ca Sr In

Пока учащиеся работают индивидуально у доски, остальные выполняют задание 3 из карточки.

Задание 3. Какой из двух элементов обладает более выраженными металлическими свойствами? Почему?

1-й в а р и а н т. Литий или бериллий.

2-й в а р и а н т. Литий или калий.

Учитель. Итак, металлическими свойствами обладают те элементы, атомы которых имеют мало электронов на внешнем уровне (далеком до завершения). Следствие небольшого числа внешних электронов – слабая связь этих электронов с остальной частью атома – ядром, окруженным внутренними слоями электронов.

Подводится итог и записывается кратко на доске (схема), ученики записывают в тетрадях.

Учитель. Что называется простым веществом?

Ученик. Простые вещества – это вещества, которые состоят из атомов одного элемента.

Учитель. Простые вещества-металлы – это «коллективы» атомов; в силу электронейтральности каждого атома вся масса металла тоже электронейтральна, что позволяет брать в руки металлы, рассматривать их.

Демонстрация образцов металлов: никель, золото, магний, натрий (в склянке под слоем керосина).

А вот натрий голыми руками брать нельзя – руки влажные, при взаимодействии с влагой образуется щелочь, а она разъедает кожу, ткани, бумагу и другие материалы. Так что последствия для руки могут быть печальными.

Задание 4. Определите металлы из числа выданных: свинец, алюминий, медь, цинк.

(Образцы металлов пронумерованы. Ответы записаны на обратной стороне доски.)

Учитель. В каком агрегатном состоянии при обычных условиях находятся металлы?

Ученик. Металлы – это твердые кристаллические вещества (кроме ртути).

Учитель. Что находится в узлах кристаллической решетки металлов и что между узлами?

Ученик. В узлах кристаллической решетки металлов находятся положительные ионы и атомы металлов, между узлами – электроны. Эти электроны становятся общими для всех атомов и ионов данного куска металла и могут свободно перемещаться по всей кристаллической решетке.

Учитель. Как называют электроны, которые находятся в кристаллической решетке металлов?

Ученик. Их называют свободными электронами или «электронным газом».

Учитель. Какой тип связи характерен для металлов?

Ученик. Это металлическая связь.

Учитель. Что называется металлической связью?

Ученик. Связь между всеми положительно заряженными ионами металлов и свободными электронами в кристаллической решетке металлов называется металлической связью.

Учитель. Металлическая связь обуславливает важнейшие физические свойства металлов. Металлы непрозрачны, обладают металлическим блеском, обусловленным способностью отражать падающие на их поверхность световые лучи. В наибольшей степени эта способность проявляется у серебра и индия.

Металлы имеют блеск в компактном куске, а в мелкодисперсном состоянии большинство из них черного цвета. Однако алюминий, магний сохраняют металлический блеск даже в порошкообразном состоянии (демонстрация алюминия и магния в порошке и в пластинках).

Все металлы – проводники теплоты и электрического тока. Хаотически движущиеся электроны в металле под воздействием приложенного электрического напряжения приобретают направленное движение, т.е. создают электрический ток.

Как вы думаете, изменяется ли электрическая проводимость металла при повышении температуры?

Ученик. С повышением температуры электропроводность снижается.

Учитель. Почему?

Ученик. При повышении температуры возрастает амплитуда колебаний атомов и ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки металла. Это затрудняет перемещение электронов, и электрическая проводимость металла падает.

Учитель. Электропроводность металлов возрастает от Hg к Ag:

Hg, Pb, Fe, Zn, Al, Au, Cu, Ag.

Чаще всего с той же закономерностью, как и электрическая проводимость, изменяется теплопроводность металлов. Можете ли вы привести пример, доказывающий теплопроводность металлов?

Ученик. Если в алюминиевую кружку налить горячую воду, она нагреется. Это свидетельствует о том, что алюминий проводит теплоту.

Учитель. Чем обусловлена теплопроводность металлов?

Ученик. Она обусловлена большой подвижностью свободных электронов, которые сталкиваются с колеблющимися ионами и атомами, обмениваются с ними энергией. Поэтому происходит выравнивание температуры по всему куску металла.

Учитель. Весьма ценным свойством металлов является пластичность. На практике она проявляется в том, что под ударами молота металлы не дробятся на куски, а расплющиваются – они ковки. Почему металлы пластичны?

Ученик. Механическое воздействие на кристалл с металлической связью вызывает смещение слоев ионов и атомов относительно друг друга, а т.к. электроны перемещаются по всему кристаллу, разрыва связи не происходит, поэтому для металлов характерна пластичность (рис. 2, а).

Рис. 2. Смещение слоев в металлической (а), атомной (б)
и ионной (в) кристаллических решетках при механическом воздействии
на твердые тела

Учитель. Ковкие металлы: щелочные металлы (литий, натрий, калий, рубидий, цезий), железо, золото, серебро, медь. Некоторые металлы – осмий, иридий, марганец, сурьма – хрупкие. Самым пластичным из драгоценных металлов является золото. Один грамм золота можно вытянуть в проволоку длиной в два километра.

А что происходит под действием удара с веществами с атомной или ионной кристаллической решеткой?

Ученик. Вещества с атомной или ионной решеткой под действием удара разрушаются. При механическом воздействии на твердое вещество с атомной решеткой смещаются отдельные ее слои – сцепление между ними нарушается из-за разрыва ковалентных связей. Разрыв связей в ионной решетке приводит к взаимному отталкиванию одноименно заряженных ионов (рис. 2, б, в).

Учитель. Электропроводность, теплопроводность, характерный металлический блеск, пластичность, или ковкость, – такая совокупность признаков присуща только металлам. Эти признаки проявляются в металлах и являются специфическими свойствами.

Специфические свойства находятся в обратной зависимости от прочности металлической связи. Остальные свойства – плотность, температуры кипения и плавления, твердость, агрегатное состояние – общие, присущие всем веществам признаки.

Читать статью  Серебро это легкий металл

Плотность, твердость, температуры плавления и кипения металлов различны. Плотность металла тем меньше, чем меньше его относительная атомная масса и чем больше радиус атома. Наименьшая плотность у лития – 0,59 г/см 3 , наибольшая у осмия – 22,48 г/см 3 . Металлы, плотность которых ниже пяти, называют легкими, а металлы с плотностью больше пяти – тяжелыми.

Самый твердый металл – хром, самые мягкие – щелочные металлы.

Самую низкую температуру плавления имеет ртуть, tпл(Hg) = –39 °С, а самую высокую – вольфрам, tпл(W) = 3410 °С.

Такие свойства, как температура плавления, твердость, находятся в прямой зависимости от прочности металлической связи. Чем прочнее металлическая связь, тем жестче неспецифические свойства. Обратите внимание: у щелочных металлов прочность металлической связи уменьшается в периодической таблице сверху вниз и, как следствие, закономерно уменьшается температура плавления (растет радиус, влияние заряда ядра уменьшается, при больших радиусах и единственном валентном электроне щелочные металлы легкоплавки). Например, цезий можно расплавить теплом ладони. Но не стоит брать его голой рукой!

Игра «Кто быстрее»

На доске вывешиваются планшеты (рис. 3). На каждой парте набор карточек с химическими знаками щелочных металлов.

Рис. 3. Планшеты для игры «Кто быстрее»:
а – на оценку «3»; б – на оценку «4»; в – на оценку «5»

Задание. Опираясь на известные закономерности изменения температуры плавления щелочных металлов, разместить карточки в соответствии с данными планшетами.

О т в е т. a – Li, Na, K, Rb, Cs;
б – Cs, Rb, K, Na, Li; в – Cs, Li, Na, Rb, K.

Уточняются и обобщаются ответы учащихся.

Ученик (cообщение). Металлы различаются своим отношением к магнитным полям. По этому свойству их делят на три группы: ферромагнитные металлы – способные хорошо намагничиваться при действии слабых магнитных полей (например, железо, кобальт, никель и гадолиний); парамагнитные металлы – проявляющие слабую способность к намагничиванию (алюминий, хром, титан и большая часть лантаноидов); диамагнитные металлы – не притягивающиеся к магниту и даже слегка отталкивающиеся от него (например, висмут, олово, медь).

Обобщается изученный материал – учитель записывает на доске, учащиеся пишут в тетрадях.

Физические свойства металлов

металлический блеск,

электропроводность,

теплопроводность,

пластичность.

Обратно пропорциональная зависимость от прочности металлической связи.

t плавления,

t кипения,

твердость,

агрегатное состояние.

Прямо пропорциональная зависимость от прочности металлической связи.

Учитель. Физические свойства металлов, вытекающие из свойств металлической связи, обуславливают их разнообразное применение. Металлы и их сплавы – важнейшие конструкционные материалы современной техники; они идут на изготовление машин и станков, необходимых в промышленности, различных транспортных средств, строительных конструкций, сельскохозяйственных машин. В связи с этим сплавы железа, алюминия производят в больших количествах. Металлы широко применяются в электротехнике. Из каких металлов делают электрические провода?

Ученик. В электротехнике из-за дороговизны серебра в качестве материала для электропроводки используют медь и алюминий.

Учитель. Без этих металлов невозможно было бы передать электрическую энергию на расстояние в сотни, тысячи километров. Предметы быта также изготовлены из металлов. Почему кастрюли делают из металлов?

Ученик. Металлы теплопроводны и прочны.

Учитель. Какое свойство металлов используют для изготовления зеркал, рефлекторов, елочных игрушек?

Ученик. Металлический блеск.

Учитель. Легкие металлы – магний, алюминий, титан – широко используют в самолетостроении. Из титана и его сплавов изготавливают многие детали самолетов, ракет. Трение о воздух при больших скоростях вызывает сильное разогревание обшивки самолета, а прочность металлов при нагреве обычно значительно снижается. У титана и его сплавов в условиях сверхзвуковых полетов снижение прочности почти не наблюдается.

В тех случаях, когда необходим металл с большой плотностью (пули, дробь), часто используют свинец, хотя плотность свинца (11,34 г/см 3 ) значительно ниже, чем некоторых более тяжелых металлов. Но свинец довольно легкоплавок и поэтому удобен при обработке. К тому же он несравнимо дешевле осмия и многих других тяжелых металлов. Ртуть, как жидкий при обычных условиях металл, применяют в измерительных приборах; вольфрам – во всех случаях, когда требуется металл, противостоящий особенно высоким температурам, например для нитей накаливания электролампочек. Чем это обусловлено?

Ученик. У ртути – низкая температура плавления, а у вольфрама – высокая.

Учитель. Металлы также отражают радиоволны, что используется в радиотелескопах, улавливающих радиоизлучение искусственных спутников Земли, и в радиолокаторах, обнаруживающих самолеты на больших расстояниях.

Благородные металлы – серебро, золото, платина – используются для изготовления украшений. Потребителем золота является электронная отрасль промышленности: оно используется для изготовления электрических контактов (в частности, аппаратура пилотируемого космического корабля содержит достаточно много золота).

А теперь сделайте задание из карточки.

Задание 5. Подчеркнуть, какой из приведенных металлов самый:

1) широко используемый: золото, серебро, железо;

2) ковкий: литий, калий, золото;

3) тугоплавкий: вольфрам, магний, цинк;

4) тяжелый: рубидий, осмий, цезий;

5) электропроводный: никель, свинец, серебро;

6) твердый: хром, марганец, медь;

7) легкоплавкий: платина, ртуть, литий;

8) легкий: калий, франций, литий;

9) блестящий: калий, золото, серебро.

Демонстрация опыта

Для опыта берется 5–10 штук медных (старых) монет, которые подвешивают в батистовом мешочке над пламенем спиртовки. Ткань не загорается. Почему?

Ученик. Медь хороший проводник тепла, тепло сразу передается металлу, и ткань не успевает загореться.

Учитель. Металлы известны человеку давно.

Ученик (сообщение). Еще в глубокой древности человеку были известны семь металлов. Семь металлов древности соотносили с семью известными тогда планетами и обозначали символическими значками планет. Знаки золота (Солнца) и серебра (Луны) понятны без особых пояснений. Знаки же других металлов считались атрибутами мифологических божеств: ручное зеркало Венеры (медь), щит и копье Марса (железо), трон Юпитера (олово), коса Сатурна (свинец), жезл Меркурия (ртуть).

Взгляды алхимиков о связи планет с металлами очень удачно выражают следующие строки стихотворения Н.А.Морозова «Из записок алхимика»:

«Семь металлов создал свет,
По числу семи планет.
Дал нам космос на добро
Медь, железо, серебро,
Злато, олово, свинец.
Сын мой, сера – их отец.
И спеши, мой сын, узнать:
Всем им ртуть – родная мать».

Эти представления были настолько прочными, что, когда для открытых в средние века сурьмы
и висмута не нашлось планет, их просто не посчитали металлами.

Держа свои опыты в тайне, алхимики всевозможными способами зашифровывали описания полученных веществ.

Учитель. И вы, используя алхимические обозначения, дома составили игру «Алхимические знаки».

Условие игры: на рисунке (рис. 4) приведены древние алхимические знаки металлов. Определите, какой планете принадлежит каждый символ и, взяв из названия по одной букве, той, что указаны на рисунке, прочтите название элемента-металла.

О т в е т ы. Самарий, рутений, платина.

Рис. 4. Примеры игр, составленных учениками

Учащиеся обмениваются играми, отгадывают названия металлов.

Учитель. М.В.Ломоносов так говорил о металлах: «Металлом называется твердое, непрозрачное и светлое тело, которое на огне плавить и холодное ковать можно» и относил это свойство к металлам: золоту, серебру, меди, олову, железу и свинцу.

В 1789 г. французский химик А.Л.Лавуазье в своем руководстве по химии дал список простых веществ, в который включил все известные тогда 17 металлов (Sb, Ag, As, Bi, Co, Cu, Sn, Fe, Mn, Hg, Mo, Ni, Au, Pt, Pb, W, Zn). По мере развития методов химического исследования число известных металлов стало быстро возрастать. В первой половине XIX в. были открыты платиновые металлы; получены путем электролиза некоторые щелочные и щелочно-земельные металлы; положено начало разделению редкоземельных металлов; при химическом анализе минералов открыты неизвестные ранее металлы. В начале 1860 г. с помощью спектрального анализа были открыты рубидий, цезий, индий, таллий. Блестяще подтвердилось существование металлов, предсказанных Менделеевым на основе его периодического закона (галлия, скандия и германия). Открытие радиоактивности в конце XIX в. повлекло за собой поиски радиоактивных металлов, увенчавшиеся полным успехом. Наконец, методом ядерных превращений, начиная с середины XX в. были получены не существующие в природе радиоактивные металлы, в том числе и те, что принадлежат к трансурановым элементам. В истории материальной культуры, древней и новой, металлы имеют первостепенное значение.

Учитель подводит итог урока.

Домашнее задание

1. Найдите ответы на вопросы.

• Чем отличается строение атомов металлов от строения атомов неметаллов?

• Назовите два металла, легко расстающихся с электронами по «просьбе» световых лучей.

• Можно ли принести в кабинет химии из соседнего кабинета ведро ртути?

• Почему некоторые металлы пластичные (например, медь), а другие – хрупкие (например, сурьма)?

• В чем причина присутствия у металлов специфических свойств?

• Где можно встретить в быту:

а) вольфрам, б) ртуть, в) медь, г) серебро?

На каких физических свойствах данного металла основано применение его в быту?

• Какой металл академик А.Е.Ферсман назвал «металлом консервной банки»?

2. Посмотрите на рисунок и объясните, почему металлы использованы именно таким образом, а не наоборот.

3. Решите головоломки.

Головоломка «Пять + два».

Впишите в горизонтальные ряды названия следующих химических элементов, оканчивающихся на -ий:

а) щелочной металл;

б) благородный газ;

в) щелочно-земельный металл;

г) элемент семейства платины;

Если названия элементов будут вписаны правильно, то по диагоналям: сверху вниз и снизу вверх можно будет прочесть названия еще двух элементов.

О т в е т ы. а – Цезий, б – гелий, в – барий, г – родий, д – тулий.
По диагонали: церий, торий.

Головоломка «Класс».

Впишите названия пяти химических элементов, состоящие из семи букв каждое, таким образом, чтобы ключевое слово было КЛАСС.

О т в е т ы. Кальций (кобальт), лютеций,
актиний, скандий, серебро (самарий).

Головоломка «Семь букв».

Впишите названия химических элементов в вертикальные ряды.

Ключевое слово – КИСЛОТА.

О т в е т ы. Калий, индий, селен, литий,
осмий, тулий, аргон (астат).

Словари

Все словари русского языка: Толковый словарь, Словарь синонимов, Словарь антонимов, Энциклопедический словарь, Академический словарь, Словарь существительных, Поговорки, Словарь русского арго, Орфографический словарь, Словарь ударений, Трудности произношения и ударения, Формы слов, Синонимы, Тезаурус русской деловой лексики, Морфемно-орфографический словарь, Этимология, Этимологический словарь, Грамматический словарь, Идеография, Пословицы и поговорки, Этимологический словарь русского языка.

Уважаемый пользователь, сайт развивается и существует только на доходы от рекламы — пожалуйста, отключите блокировщик рекламы.

титан

Толковый словарь

Спутник планеты Сатурн.

Толковый словарь Ушакова

тита́на, м. [греч. titanos].

1. В греческой мифологии — божество из числа возглавлявшихся Кроносом гигантов, к-рые были побеждены и низвергнуты в тартар (преисподнюю) богами-олимпийцами, возглавлявшимися Зевсом. Борьба титанов и олимпийцев.

|| Потомок кого-н. из этих гигантских божеств. Титан Прометей похитил с Олимпа огонь, отнятый Зевсом у людей. «Титан ли ты, чье сердце снедью врана, иль сам ты вран, терзающий титана?» (о Байроне, сравниваемом с Прометеем). Тютчев.

2. Человек, отличающийся выдающейся, исполинской мощью ума, гения, деятельности (книжн. ритор.). Лев Толстой — титан русской литературы. «Довольно трудно было понять, чего именно она боялась со стороны современных титанов русской мысли.» Лесков.

3. только ед. Химический элемент — серебристо-белый твердый металл (хим.).

4. Громадный кипятильник особого устройства (назван так по фабричной марке; нов.).

Толковый словарь Ожегова

1. В древнегреческой мифологии: один из богов старшего поколения сыновей Урана и Геи, вступивших в борьбу с богами младшего поколения (олимпийцами) и побеждённых ими. Древние титаны. Поражение титанов.

2. Человек огромных творческих возможностей, создавший что-н. великое (высок.). Т. науки. Т. мысли.

II. ТИТА́Н, -а, муж. Химический элемент серебристо-белый лёгкий и твёрдый металл.

| прил. титановый, -ая, -ое. Титановые руды.

III. ТИТА́Н, -а, муж. Большой кипятильник для воды.

Толковый словарь Даля

ТИТАН, металл, открытый химиками, рудожелтый. Титановый шерл, рутиль. Титанистое железо.

Словарь существительных

ТИТА́Н 1́ , -а, м обычно чего. О человеке, выдающемся в какой-л. области, отличающемся исключительной силой ума, таланта, величием деятельности, создавшем что-л. великое;

Читать статью  10 самых тяжелых металлов в мире по плотности

Син.: гигант, колосс.

Пушкин — титан русской поэзии.

ТИТА́Н 2́ , -а, м

Химический элемент, серебристо-белый легкий тугоплавкий металл.

Высокие механические и антикоррозийные свойства, значительная прочность (вдвое крепче железа) при относительно небольшой плотности (значительно легче железа) делают титан весьма ценным конструкционным материалом, благодаря чему он быстро получил применение в современной технике, особенно в аэрокосмической промышленности, кораблестроении.

ТИТА́Н 3́ , -а, м

Мифологическое существо в виде огромного человека, обладающего сверхъестественной силой, рожденного небом и землей (в древнегреческой мифологии).

Самыми сильными существами в греческой мифологии были титаны — дети неба и земли.

ТИТА́Н 4́ , -а, м

Устройство (обычно в виде большого бака с краном), предназначенное для кипячения воды.

На полу, на скамейках сидели и лежали люди, толпились в очереди у касс, у титанов с горячей водой… (А. Рыбаков).

Энциклопедический словарь

ТИТА́Н -а; м. [греч. Titan]

1. обычно чего. О человеке, выдающемся в какой-л. области, отличающемся исключительной силой ума, таланта, величием деятельности. Титаны научной мысли. Титаны духа. Пушкин — т. русской поэзии.

2. Химический элемент (Ti), лёгкий тугоплавкий металл серебристо-белого цвета (используется в самолётостроении, судостроении и т.п.). Получение, использование титана. Примесь титана в хромоникелевой стали.

3. Большой кипятильник особого устройства. Вокзальный т. Залить воду в т. Налить кипятка из титана.

4. В греческой мифологии: божество, один из сыновей Урана и Геи, побеждённый Зевсом и низвергнутый им в Тартар.

Тита́нистый, -ая, -ое (2 зн.). Тита́новый, -ая, -ое (2 зн.). Т. железняк, чугун. Т-ые белила, сплавы.

спутник Сатурна, открыт Х. Гюйгенсом (1655). Расстояние от Сатурна 1221860 км, диаметр 5150 км (один из крупнейших спутников планет). Сидерический период обращения 15 сут 23 ч 15 мин. Имеет атмосферу, состоящую из азота с примесью метана и других углеводородов.

(Titan), серия американских ракет-носителей для запуска космических кораблей «Джемини», ИСЗ и автоматических межпланетных станций; программа их разработки. «Титан» создан на базе межконтинентальной баллистической ракеты «Титан»; разработаны 2-, 3- и 4-ступенчатые варианты «Титана», используется жидкое и твёрдое топливо. Стартовая масса около 630 т, масса полезного груза, выводимого на околоземную орбиту, около 10 т.

ТИТА́Н -а; м. [греч. Titan]

1. обычно чего. О человеке, выдающемся в какой-л. области, отличающемся исключительной силой ума, таланта, величием деятельности. Титаны научной мысли. Титаны духа. Пушкин — т. русской поэзии.

2. Химический элемент (Ti), лёгкий тугоплавкий металл серебристо-белого цвета (используется в самолётостроении, судостроении и т.п.). Получение, использование титана. Примесь титана в хромоникелевой стали.

3. Большой кипятильник особого устройства. Вокзальный т. Залить воду в т. Налить кипятка из титана.

4. В греческой мифологии: божество, один из сыновей Урана и Геи, побеждённый Зевсом и низвергнутый им в Тартар.

Тита́нистый, -ая, -ое (2 зн.). Тита́новый, -ая, -ое (2 зн.). Т. железняк, чугун. Т-ые белила, сплавы.

тита́н (лат. Titanium), химический элемент IV группы периодической системы. Назван от греческого Titánes — титаны. Серебристо-белый металл; лёгкий, тугоплавкий, прочный, пластичный; плотность 4,505 г/см 3 , tпл 1671°C. Очень стоек химически (благодаря образованию защитной плёнки из диоксида TiO2). По распространённости в земной коре на 9-м месте среди элементов (главные минералы: рутил, анатаз, ильменит, лейкоксен, лопарит, титанит). Титан и его сплавы — важнейшие конструкционные материалы в авиа-, ракето-, кораблестроении, в химической промышленности (реакторы, трубопроводы, насосы).

Титан.

Большой энциклопедический словарь

«ТИТАН» — (Titan), серия американских ракет-носителей для запуска космического корабля «Джемини», искусственных спутников Земли и автоматических межпланетных станций; программа их разработки. «Титан» создан на базе межконтинентальной баллистической ракеты «Титан»; разработаны 2-, 3- и 4-ступенчатые варианты «Титана», используется жидкое и твердое топливо. Стартовая масса ок. 630 т, масса полезного груза, выводимого на околоземную орбиту, ок. 10 т.

ТИТАН — спутник Сатурна, открыт Х. Гюйгенсом (1655). Расстояние от Сатурна 1 221 860 км, сидерический период обращения 15 сут 23 ч 15 мин, диаметр 5150 км (один из крупнейших спутников планет). Имеет атмосферу, состоящую из азота с примесью метана и др. углеводородов.

ТИТАН (лат. Тitanium) — Ti, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 22, атомная масса 47,88. Название от греч. Titanes — титаны. Серебристо-белый металл; легкий, тугоплавкий, прочный, пластичный; плотность 4,505 г/см&sup3, tпл 1671 .С. Очень стоек химически (благодаря образованию защитной пленки из диоксида TiO2). По распространенности в земной коре на 9-м месте среди элементов (главные минералы: рутил, анатаз, ильменит, лейкоксен, лопарит). Титан и его сплавы — важнейшие конструкционные материалы в авиа-, ракето-, кораблестроении, в химической промышленности (реакторы, трубопроводы, насосы).

Академический словарь

1. В древнегреческой мифологии: божество, один из сыновей Урана и Геи, побежденных Зевсом и низвергнутых им в Тартар.

Гроза росла —. Никогда И сам Зевес с Олимпа в мир наш дольний Не извергал таких громов, когда С титанами боролся. Полонский, В конце сороковых годов.

2. перен.; обычно чего.

Человек, выдающийся в какой-л. области, отличающийся исключительной силой ума, таланта, величием деятельности.

Титаны научной мысли.

Национальный гений Англии также воспрянул снова, и, в лице Байрона, явился у ней новый титан поэзии. Белинский, .

Потом я много читал о Гарибальди, титане Италии. М. Горький, [Как я первый раз услышал о Гарибальди].

3. Химический элемент, легкий тугоплавкий металл серебристо-белого цвета.

4. Название большого кипятильника особого устройства.

Иллюстрированный энциклопедический словарь

ТИТАН (Titanium), Ti, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 22, атомная масса 47,88; металл, tпл 1671°C. Титан — компонент легких прочных сплавов, присадка к специальным сталям, материал деталей в электровакуумной технике, покрытий на стальных изделиях. Открыт английским минералогом У. Грегором в 1790.

Поговорки

Титан Байконур. Жарг. мол. Шутл. Певец Богдан Титомир. ЖЭМТ, 14.

Орфографический словарь

Словарь ударений

тита́н, -а (миф.; перен.: о выдающемся человеке; хим. элемент _ твёрдый металл)

Формы слов для слова титан

1. тита́н, тита́ны, тита́на, тита́нов, тита́ну, тита́нам, тита́н, тита́ны, тита́ном, тита́нами, тита́не, тита́нах

2. тита́н, тита́ны, тита́на, тита́нов, тита́ну, тита́нам, тита́на, тита́нов, тита́ном, тита́нами, тита́не, тита́нах

Синонимы к слову титан

сущ., кол-во синонимов: 27

человек высокого роста и крупного телосложения)

Морфемно-орфографический словарь

Грамматический словарь

тита́н мо 1a (гигант)

тита́н м 1a (металл; кипятильник)

Этимологический словарь

Титан — в древнегреческой мифологии титанами назывались дети Геи-Земли и Урана-Неба, гиганты, победив которых к власти над миром пришел Зевс. Довольно долго слово употреблялось только в этом, мифологическом значении. Переносный смысл у него появился в 30-х годах XIX века. Например, у Пушкина в X главе «Евгения Онегина» сказано:

«Потешный полк Петра Титана. »

Конечно, Пушкин не называл Петра Великого сыном Урана и Геи — он подчеркивал, что этот человек обладал необыкновенными талантами и способностями, превосходил других умом и силой.

А еще титан — элемент периодической таблицы Д.И.Менделеева, металл, получивший такое название из-за своей прочности и химической стойкости.

Словарь галлицизмов русского языка

ТИТАН I а, м. titan m., нем. Titan <гр.

1. В греческой мифологии — одно из божеств старшего поколения, детей Урана и Геи, восставших против олимпийцев. БАС-1. Борьба титанов и олимпийцев. Уш. 1940.

2. перен. Человек, отличающийся силой ума, таланта; выдающаяся героическая личность. БАС-1. Подхалюзин начинает соображать шансы своего положения. Человек он не гениальный, не герой и не титан, а очень обыкновенный смертный. Добролюбов Темное царство. Что там хочешь говори, а le titan d’ajjourd’hui c’est le millionaire. Д. Свияжский С того света. // Дело 1873 3 2 24. Интуитивистская модель сознания гуманнее и демократичнее рационалистской. Рационалист должен быть семи пядей во лбу, чтоб непрерывно удерживать в памяти .. последовательность рассуждений.. Он обречен быть титаном мысли масштаба Аристотеля или Гегеля, иначе ему придется капитулировать и объявить во всеуслышание, что он вообще ничего не понимает в происходящем. Звезда 2002 6 234.

♦ Титан мысли, поэзии и т. п. Национальный гений Англии .. воспрянул снова, и в лице Байрона явился в ней новый титан поэзии. Белинский О нар. поэзии. — Лекс. Алексеев 1773: Тита/н.

ТИТАН II а, м. titane m., titanium m., нем. Titan <н.-лат. минер. Химический элемент — серебристо-белый твердый металл. Уш. 1940. Титан. Спасский 1843 3 12. Получение ковкого титана. Использование титана. БАС-1.- Лекс. САН 1847: тита/н.

Словарь иностранных слов

ТИТАН (греч. Titan). 1) сын Неба и Весты, старший брать Сатурна, предок титанов. 2) металлоид темного цвета, открытый в 1719 г. 3) то же, что исполин.

Сканворды для слова титан

— Кипятильник с мифологическим именем.

— Этот металл не действует на живые ткани организма, а потому используется в хирургии для скрепления костей при переломах.

— Из чего сделан самый высокий памятник Юрию Гагарину в Москве?

— Самовар в вагоне.

— Химический элемент, Ti.

— Вулканы на этом крупнейшем спутнике Сатурна извергают не раскалённую лаву, а ледяную воду, пропан и метан.

— Каждый из узников Тартара.

— Самый большой из спутников планет Солнечной системы.

— Прибор для нагрева воды.

— Бог в древнегреческой мифологии.

— Роман Теодора Драйзера.

— Химический элемент, металл.

— Космический корабль США.

Полезные сервисы

титан (серия американских ракет-носителей)

Энциклопедический словарь

ТИТАН (серия американских ракет-носителей) — «ТИТА́Н», (Titan), серия американских ракет-носителей для запуска космического корабля «Джемини», искусственных спутников Земли и автоматических межпланетных станций; программа их разработки. «Титан» создан на базе межконтинентальной баллистической ракеты «Титан»; разработаны 2-, 3- и 4-ступенчатые варианты «Титана», используется жидкое и твердое топливо. Стартовая масса ок. 630 т, масса полезного груза, выводимого на околоземную орбиту, ок. 10 т.

Полезные сервисы

титан (спутник сатурна)

Энциклопедический словарь

ТИТАН (спутник Сатурна) — ТИТА́Н (латинское название Titan), спутник Сатурна (см. САТУРН (планета)), среднее расстояние до планеты 1,16 млн км, эксцентриситет орбиты 0,0288, период обращения вокруг планеты 15 сут 22 ч 47 мин. Экваториальный диаметр 5150 км; крупнейший спутник Сатурна и второй по величине в Солнечной системе, превосходит по размерам планету Меркурий (см. МЕРКУРИЙ (планета)) и карликовые планеты (см. КАРЛИКОВЫЕ ПЛАНЕТЫ) — Цереру (см. ЦЕРЕРА (планета)), Плутон (см. ПЛУТОН (планета)) и Эриду. Масса 1,3х10 23 кг; второй по массе спутник. Состоит из каменистого ядра радиусом 1700 км, содержащего 55% общей массы спутника, и жидкой оболочки из гидратов аммиака и метана, над которой располагается ледяная кора. Имеет слабое магнитное поле и атмосферу, состоящую преимущественно из азота.

Титан был открыт Христианом Гюйгенсом (см. ГЮЙГЕНС Христиан) 25 марта 1655, став шестым известным спутником после Луны (см. ЛУНА (спутник Земли)) и галилеевых спутников Юпитера (см. ЮПИТЕР (планета)). 13 августа 1907 по оптическим искажениям диска Титана на фоне диска Нептуна (см. НЕПТУН (планета)) испанский астроном Хосе Сола сделал выводы о возможном существовании атмосферы на спутнике. Зимой 1943/44 американский астроном Джерард Койпер провел спектральное исследование Титана, подтвердив ее существование. Титан оказался первым спутником, у которого обнаружили газовую оболочку.

Атмосфера Титана простирается на 200 км над поверхностью спутника и имеет плотность в 4 раза, а массу в 10 раз больше земной. Мощные слои облаков полностью скрывают поверхность Титана от наблюдений как с Земли, так и с близкого расстояния. Ни одна из исследовавших Титан АМС — «Пионер-11» (1979), «Вояджер-1» (1980), «Вояджер-2» (1981) и «Кассини» (с 2004) — не смогла сфотографировать детали рельефа спутника. 14 января 2005 наступил новый этап в исследовании Титана. На поверхность спутника осуществил мягкую посадку зонд «Гюйгенс». Зонд передал на землю первые снимки его каменистой поверхности, метановых дождей, рек, озер и тумана.

Название спутника было предложено Джоном Гершелем (см. ГЕРШЕЛЬ) в 1847 в честь Титанов (см. ТИТАНЫ).

Читать статью  Чем резать металл?

Полезные сервисы

титан (химический элемент)

Энциклопедический словарь

ТИТАН (химический элемент) — ТИТА́Н (лат. Titanium, по имени исполинов греческой мифологии — титанов), Ti (читается «титан»), химический элемент с атомным номером 22, атомная масса 47,88. Расположен в группе IVB, в 4 периоде периодической системы элементов. Природный титан состоит из пяти стабильных изотопов с массовыми числами 46 (7,95%), 47 (7,75%), 48 (73,45%), 49 (5,51%) и 50 (5,34%). Конфигурация внешнего и предвнешнего электронных слоев 3s 2 p 6 d 2 4s 2 . Степени окисления +4, +3, +2 (валентность IV,III, II). Радиус атома 0,149 нм, радиус иона Ti 4+ 0,065 нм (координационное число 6) и 0,088 нм (8) и 0,098 нм (8), радиус иона Ti 3+ 0,081 нм (6) и радиус иона Ti 2+ 0,100 нм (6). Энергии последовательной ионизации 6,820, 13,58, 27,48, 43,25 и 99,3 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,5. Сродство к электрону 0,39 эВ.

Открытие TiO 2 сделали одновременно и независимо друг от друга англичанин У. Грегор (1789), который обнаружил TiO2в минерале ильмените (см. ИЛЬМЕНИТ), и берлинский химик Клапрот (см. КЛАПРОТ Мартин Генрих) (1795-1797) — в минерале рутил (см. РУТИЛ). Название для элемента предложил Клапрот. Первый образец металлического титана получил в 1825 Й. Я. Берцелиус (см. БЕРЦЕЛИУС Йенс Якоб). Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркель и И. де Бур в 1925 термическим разложением паров иодида титана TiI4.

Содержание в земной коре 0,57% по массе. В свободном виде не встречается. Известно более 100 минералов. Важнейшие из них: рутил TiO2, ильменит (см. ИЛЬМЕНИТ) FeTiO3, титаномагнетит (см. ТИТАНОМАГНЕТИТ) FeTiO3 + Fe3O4, перовскит (см. ПЕРОВСКИТ) CaTiO3и титанит (сфен) (см. ТИТАНИТ) CaTiOSiO4. Различают коренные руды титана — ильментит-титано-магнетитовые и россыпные — рутил-ильменит-циркониевые.

Концентрат титановых руд подвергают сернокислотной или пирометаллургической переработке. Продукт сернокислотной обработки — порошок диоксида титана TiO2. Пирометаллургическим методом руду спекают с коксом и обрабатывают хлором, получая пары тетрахлорида титана TiCl4:

Образующиеся пары TiCl4при 850°C восстанавливают Mg (см. МАГНИЙ):

Полученную титановую «губку» переплавляют и очищают. Ильменитовые концентраты восстанавливают в электродуговых печах с последующим хлорированием возникающих титановых шлаков. Рaфинируют титан иодидным способом или электролизом, выделяя Ti из TiCl4. Для получения титановых слитков применяют дуговую, электроннолучевую или плазменную переработку.

Физические и химические свойства

Титан — серебристо-белый металл. Существует в двух модификациях. Ниже 883°C устойчива гексагональная a-модификация, a = 0,2951 нм, c = 0,4697 нм. Плотность 4,505 кг/дм 3 . Выше 883°C устойчива b-модификация с кубической объемно-центрированной решеткой, а = 0,3269 нм. Плотность (при 900°C) 4,32кг/дм 3 . Температура плавления 1671°C, кипения 3260°C. Тi пластичен, сваривается в инертной атмосфере.

При обычной температуре покрывается защитной пленкой оксида TiO2, благодаря этому коррозионностоек. Стандартный электродный потенциал пары Ti o /Ti 3+ -1,63 B, Ti 3+ /Ti 4+ — 0,20 В. Ti устойчив к разбавленным растворам многих кислот и щелочей. Легко реагирует с плавиковой кислотой (см. ФТОРИСТОВОДОРОДНАЯ КИСЛОТА), HF, образуя комплексный анион [TiCl6] 2- .

При нагревании на воздухе до 1200°C Ti загорается с образованием оксидных фаз переменного состава TiOx. Из растворов солей титана осаждается гидроксид TiO(OH)2·xH2O, осторожным прокаливанием которого получают оксид TiO2. Гидроксид TiO(OH)2·xH2O и диоксид TiO2 амфотерны (см. АМФОТЕРНОСТЬ). TiO2 взаимодействует с серной кислотой при длительном кипячении. При сплавлении с содой Na2CO3 или поташом K2CO3 оксид TiO2 образует титанат:

При нагревании Ti взаимодействует с галогенами (см. ГАЛОГЕНЫ). Тетрахлорид титана TiCl4 при обычных условиях — желтоватая сильно дымящая на воздухе жидкость, что объясняется сильным гидролизом TiCl4 содержащимися в воздухе парами воды и образованием мельчайших капелек HCl и взвеси гидроксида титана. Восстановлением TiCl4водородом (см. ВОДОРОД), Al (см. АЛЮМИНИЙ), Si (см. КРЕМНИЙ) (другими сильными восстановителями) получен трихлорид и дихлорид титана (TiCl3, TiCl2) — твердые вещества с сильно-восстановительными свойствами. Ti взаимодействует с бромом (см. БРОМ) и иодом (см. ИОД).

С N2 выше 400°C титан образует нитрид TiNx(x=0,58-1,00). При взаимодействии титана с C (см. УГЛЕРОД) образуется карбид титана TiCx (x=0,49-1,00). При нагревании Ti поглощает H2 с образованием соединения переменного состава TiHх (х=1,0). При нагревании эти гидриды разлагаются с выделением H2. Тi образует сплавы со многими металлами.

Большая часть производимого Ti используется для изготовления сплавов с алюминием, ванадием, молибденом, марганцем, хромом и другими металлами, коррозионно-стойких покрытий. Диоксид TiO2 применяется при изготовлении титановых белил. Гидрид и дисульфид TiS2,титана находят применение при создании источников тока.

Полезные сервисы

титан 1

Толковый словарь Ожегова

Полезные сервисы

титан 2

Толковый словарь Ожегова

ТИТА́Н 2, -а, м. Химический элемент Ч серебристо-белый лёгкий и твёрдый металл.

Полезные сервисы

титан 3

Толковый словарь Ожегова

ТИТА́Н 3, -а, м. Большой кипятильник для воды.

Полезные сервисы

титан байконур

Поговорки

Жарг. мол. Шутл. Певец Богдан Титомир. ЖЭМТ, 14.

Полезные сервисы

титан мысли

Синонимы к слову титан мысли

сущ., кол-во синонимов: 3

Полезные сервисы

титан-авгит

Слитно. Раздельно. Через дефис

Полезные сервисы

титан-алюминиевый

Слитно. Раздельно. Через дефис

Полезные сервисы

титан-бронза

Слитно. Раздельно. Через дефис

Полезные сервисы

титан-карбидный

Слитно. Раздельно. Через дефис

Полезные сервисы

титана диоксид

Энциклопедический словарь

Тита́на диокси́д — TiO2, бесцветные кристаллы, tпл 1842°C; химически очень стоек. В природе — минералы рутил, анатаз, брукит. Пигмент в производстве лакокрасочных материалов, пластмасс, бумаги и др.

ТИТАНА ДИОКСИД — ТИТА́НА ДИОКСИ́Д, TiO2, бесцветные кристаллы, tпл 1870 °С; химически очень стоек. В природе — минералы рутил, анатаз, брукит. Пигмент в производстве лакокрасочных материалов, пластмасс, бумаги и др.

Большой энциклопедический словарь

ТИТАНА ДИОКСИД — TiO2, бесцветные кристаллы, tпл 1870 .С; химически очень стоек. В природе — минералы рутил, анатаз, брукит. Пигмент в производстве лакокрасочных материалов, пластмасс, бумаги и др.

Полезные сервисы

титана семейство

Энциклопедия Кольера

ПОДГРУППА IVB. СЕМЕЙСТВО ТИТАНА

ТИТАН, ЦИРКОНИЙ, ГАФНИЙ

К переходным металлам относятся также элементы семейства титана Ti, Zr и Hf, отличающиеся удивительным сходством свойств. Последние два элемента (Zr и Hf) особенно близки по свойствам. Действительно, Hf был открыт благодаря рентгенографическому изучению цирконических материалов. Hf был первым элементом, открытым методом рентгенографии, и открыт он был спустя 140 лет после открытия циркония. Поэтому все значения атомной массы циркония, определенные до 1923, оказались неточны, так как Zr фактически всегда содержит некоторое количество гафния. Близкие к ковалентным атомные радиусы Zr и Hf, а также сходная внешняя электронная конфигурация d2s2 делают понятным большое сходство химических и многих физических свойств. Появление у гафния 32 протонов и около 50 нейтронов (в зависимости от изотопного состава) в том же объеме, что и у Zr, приводит к значительно большей плотности Hf по сравнению с его предшественником (см. табл. 11). Все три элемента подгруппы относятся к истинным металлам, проявляют хорошую электропроводность, обладают положительным электродным потенциалом, образуют типичные соли. Металличность в подгруппе несколько возрастает от титана к гафнию. Все эти металлы имеют стабильную степень окисления IV, тем не менее химическая связь в их галогенидах и некоторых других солях типично ковалентная. Они могут проявлять также степень окисления II и III, но из этих состояний легко окисляются до степени окисления IV.

Титан. Титан девятый по распространенности элемент земной коры. Его руды очень устойчивы к обычным реагентам. Развитие металлургии титана объясняется обнаружением у него полезных свойств способностью образовывать коррозионностойкие и термостойкие сплавы. Обычные восстановители, такие, как кокс и уголь, непригодны для выделения титана из его оксида TiO2, так как при этом образуются очень тугоплавкие и твердые карбиды титана типа TiC. Процесс получения титана заключается в пропускании газообразного Cl2 над TiO2 или FeTiO3 в присутствии углерода. Образующийся при этом летучий тетрахлорид титана TiCl4 выделяется из системы, а затем его конденсируют в жидкость (т. кип. 136° С) и очищают с помощью перегонки. Восстановление тетрахлорида до металла проводят магнием при 750900° С в инертной среде благородного газа, например аргона. Эффективным восстановителем является также натрий. Образующийся губчатый металлический титан необходимо спекать или нагревать до высоких температур для получения пластичного массивного слитка. Чистый пластичный металл получается и при восстановлении тетраиодида в водородной среде на нагретой вольфрамовой нити. Для производства титановых сталей используют титан, полученный восстановлением FeTiO3 углеродом. Обычно металл получают в виде ферротитанового сплава, который добавляют в расплав стали без дополнительной очистки. Добавки титана в сталь увеличивают ее прочность и ударную стойкость. Небольшая плотность титана, коррозионная стойкость и низкий коэффициент теплового расширения позволяют использовать эти сплавы в авиационной и ракетной технике. Проблемой для широкого применения является быстрое уменьшение прочности титановой стали при нагревании. Кроме того, при нагревании на поверхности сплава образуются оксиды и нитриды, что увеличивает ломкость. Карбиды, нитриды и бориды титана очень тугоплавки и тверды, поэтому их применяют в технологии режущего и сверлильного инструмента.

Цирконий и гафний. Руды циркония и гафния представляют собой силикаты и оксиды. Методы извлечения и выделения циркония и гафния довольно близки к методам, применяемым в металлургии титана. Чистый цирконий применяется в атомной энергетике, так как имеет очень низкое сечение захвата и поглощения нейтронов, а также высокую термо- и коррозионную стойкость. Добавки циркония улучшают свойства хромовых сталей. Применение гафния в промышленности осложняется трудностью его отделения от циркония и малой распространенностью в природе. Разделение гафния и циркония основано на небольшом различии в растворимости фторокомплексов ZrF62и HfF62. Разделение металлов возможно также методами ионного обмена и экстракции комплексных соединений.

Химические свойства. Существует некоторое различие в химических свойствах титана, с одной стороны, и циркония и гафния, с другой. Все металлы IVB подгруппы реагируют при нагревании с кислородом, образуя MO2. Диоксид титана TiO2 существует в природе в виде минерала рутила темнокоричневого вещества с примесями. TiO2 в промышленности получают по реакции TiCl4 со щелочью с последующим прокаливанием для удаления воды; получаемый таким способом TiO2 представляет собой белое инертное вещество, широко применяемое как пигмент; оно не ядовито и благодаря прочной адгезии используется в промышленности красок. При гидролизе TiCl4 образуется не истинный гидроксид Ti(OH)4, а гидратированный оксид, который существует в двух формах, a и b. При испарении или распылении TiCl4 во влажной среде получают дымовые завесы. При высокой температуре TiO2 переходит в оксид титана(III) Ti2O3. Монооксид TiO получается при прокаливании смеси Ti + TiO2. При сплавлении TiIVO2 с основаниями, например, NaOH или Na2CO3, получается титанат натрия Na2TiIVO3, что свидетельствует об амфотерности TiO2. Титан проявляет несколько более слабые металлические свойства, чем цирконий, так как TiCl4 почти не подвергается гидролизу, образуя TiOCl2. Более тяжелые металлы подгруппы легко образуют ионы MO22+.

Zr и Hf тоже образуют диоксиды ZrO2 и HfO2, а также полуторные оксиды Zr2O3 и Hf2O3 и монооксиды ZrO и HfO. Однако только образование диоксидов является общим для всей подгруппы. Гидроксиды Zr(OH)4 и Hf(OH)4, очевидно, не существуют, но при взаимодействии ионов этих металлов со щелочами образуются гидратированные оксиды. Образование гидроксидов с низшими степенями окисления металлов не установлено. Активность металлов по отношению к кислороду, кислотам и основаниям сильно зависит от чистоты металла. При действии сильных оснований на диоксиды образуются цирконаты MZrO3 и гафнаты MHfO3.

Галогениды. Большинство галогенидов всех трех элементов известно для всех степеней окисления металлов. Например, тетрахлорид титана TiCl4 получается в виде бесцветного газа при обработке TiO2 хлором при повышенных температурах в присутствии углерода. При конденсации образуется жидкость. TiCl4 похож на SiCl4, но имеет более высокую температуру кипения, что объясняется различием в строении молекул (у SiCl4 тетраэдрическая, а у TiCl4 искаженная структура). При восстановлении TiCl4 металлическим натрием получается TiCl2. Трихлорид титана TiCl3 образуется при восстановлении TiCl4 водородом. Хлориды, бромиды и иодиды всех трех металлов в низших степенях окисления интенсивно окрашены и неустойчивы. Соли Ti(III) находят применение в аналитической химии как восстановители. Тетрагалогениды легко принимают два галогенид-иона, образуя комплексные ионы: TiCl4 + 2Cl [[TiCl6]]2

Тетрафторид титана образуется при обработке TiCl4 парами фтороводорода HF:

TiCl4 + 4HF TiF4 + 4HCl

Среди других галогенидов известны TiI2 , TiI3, TiI4, ZrI4.

Сульфиды. При обработке TiCl4 сероводородом на холоду образуются TiS и сера, а при нагревании TiS2. Последний восстанавливается водородом до Ti2S3, а при действии HNO3 на TiS2 образуются соединение Ti(IV) и элементная сера. Цирконий и гафний также образуют моносульфиды и дисульфиды.

Комплексообразование. Увеличение металлического характера тяжелых членов семейства проявляется в образовании цирконил- и гафнил-ионов при гидролизе солей М(IV) в воде. Такое химическое сродство маленьких по размеру с большим положительным зарядом ионов способствует образованию многочисленных комплексных соединений с органическими оксосоединениями. Особенно устойчивы дикетонатные комплексы Zr(IV) и Hf(IV). Сильное комплексообразующее действие проявляется в образовании галогенидных комплексных ионов типа [[HfF7]]3с необычно большим и редким координационным числом 7.

Источник https://him.1sept.ru/article.php?ID=200901906

Источник https://sanstv.ru/dict/%D1%82%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%BD

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *