Elemento químico · metal de transición
Titanio
Metal fuerte y resistente a la corrosión, común en implantes médicos y aviones.
Propiedades rápidas
- Nº atómico
- 22
- Peso atómico
- 47.867
- Grupo
- 4
- Periodo
- 4
- Estado
- sólido
- Bloque
- D
- Valencia
- +4
- Tipo
- metal de transición
Qué es el titanio
El titanio (Ti) es el elemento número 22, un metal tan resistente como el acero pero casi la mitad de ligero, y prácticamente inmune a la corrosión. Por eso es el material de la aviación, los implantes médicos (el cuerpo lo tolera sin rechazo) y el equipamiento deportivo de alta gama. Su óxido, el dióxido de titanio (TiO₂), es el pigmento blanco más usado del mundo, en pinturas, cosméticos y protectores solares.
Para qué sirve el titanio
Aeroespacial
El titanio se utiliza en la fabricación de componentes de aviones y naves espaciales debido a su alta resistencia y bajo peso. Esto ayuda a mejorar la eficiencia del combustible y la seguridad estructural.
Implantes médicos
Gracias a su biocompatibilidad, el titanio se emplea en implantes quirúrgicos como prótesis de cadera y placas óseas, reduciendo el riesgo de rechazo por parte del cuerpo humano.
Industria química
El titanio se usa para fabricar equipos resistentes a la corrosión en la industria química, como intercambiadores de calor y reactores, debido a su capacidad para resistir ácidos y cloruros.
Joyería
Por su resistencia y aspecto atractivo, el titanio es popular en la fabricación de joyas, especialmente anillos y relojes, ofreciendo una alternativa hipoalergénica al níquel.
Deportes
Se utiliza en la fabricación de bicicletas y equipamiento deportivo de alta gama, donde su ligereza y resistencia mejoran el rendimiento sin añadir peso innecesario.
Datos del titanio
- Número atómico (Z)
- 22
- Peso atómico relativo
- 47,867
- Punto de fusión
- 1668 °C
- Punto de ebullición
- 3287 °C
- Densidad
- 4,506 g/cm³
- Electronegatividad (Pauling)
- 1,54
- Radio atómico
- 147 pm
- Energía de 1ª ionización
- 658,8 kJ/mol
- Afinidad electrónica
- 7,6 kJ/mol
- Dureza (Mohs)
- 6
- Estructura cristalina
- hexagonal compacta (α, < 882 °C); BCC (β, > 882 °C)
- Color / aspecto
- blanco plateado con tinte oscuro, brillo metálico
- Origen del nombre
- de los Titanes de la mitología griega, hijos de Gea
- Descubrimiento
- 1791 · William Gregor (identificación); aislado por Lars Nilson y Otto Pettersson en 1887 (Reino Unido / Suecia)
El peso atómico relativo no lleva unidades. El valor mostrado está redondeado para consulta; algunos elementos presentan un intervalo según su composición isotópica. Consulta los valores y notas de CIAAW.
Propiedades del titanio
Propiedades físicas
El titanio es un metal de color gris plateado, con una densidad de aproximadamente 4.5 g/cm³. Tiene un punto de fusión elevado, alrededor de 1668 °C, y un punto de ebullición de 3287 °C. Es un buen conductor de electricidad y calor, aunque no tanto como el cobre o el aluminio.
Propiedades químicas
El titanio es notablemente resistente a la corrosión, incluso en agua de mar y cloro. Se combina fácilmente con oxígeno y nitrógeno a altas temperaturas, formando óxidos y nitruros. Sus estados de oxidación más comunes son +2, +3 y +4. No es considerado peligroso en su forma metálica.
Configuración electrónica
La configuración electrónica abreviada del titanio es:
[Ar] 3d² 4s²
En notación desarrollada completa:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d² 4s²
Esta configuración corresponde al átomo neutro, con 22 electrones. Las reglas de Aufbau, Hund y Pauli ayudan a interpretarla, aunque el orden de llenado simplificado tiene excepciones. Los electrones de valencia participan en el enlace; en los metales de transición también pueden intervenir electrones de subniveles d de un nivel interior.
Estados de oxidación y valencias del titanio
| Estado | Ejemplo(s) | Frecuencia |
|---|---|---|
| +2 | TiO, TiCl₂ (raro) | raro |
| +3 | Ti₂O₃, TiCl₃ | secundario |
| +4 | TiO₂ (rutilo, anatasa), TiCl₄, TiO₂ pigmento blanco | principal |
Si lo que necesitas es formular, en la página de las valencias del titanio está cada estado de oxidación con su ejemplo resuelto , la nomenclatura de cada uno y de dónde sale a partir de la configuración electrónica.
Historia del titanio
El titanio fue descubierto en 1791 por el clérigo y geólogo británico William Gregor en Cornwall, Inglaterra. Gregor lo identificó en el mineral ilmenita, pero fue Martin Heinrich Klaproth quien lo nombró 'titanio' en 1795, en honor a los titanes de la mitología griega. El metal puro no se aisló hasta 1910, cuando Matthew Hunter logró obtenerlo mediante la reducción del tetracloruro de titanio con sodio.
Compuestos habituales
| Fórmula | Nombre | Descripción |
|---|---|---|
| TiO2 | Dióxido de titanio | Utilizado como pigmento blanco en pinturas y protectores solares. |
| TiCl4 | Tetracloruro de titanio | Intermedio en la producción de titanio metálico y catalizador en la producción de polímeros. |
| TiN | Nitruro de titanio | Utilizado como recubrimiento en herramientas de corte para aumentar su durabilidad. |
Dónde se encuentra el titanio
El titanio se encuentra principalmente en minerales como la ilmenita y el rutilo, y es abundante en la corteza terrestre. No se encuentra en estado libre debido a su alta reactividad con el oxígeno. En el universo, es relativamente abundante en estrellas y meteoritos. Su extracción suele realizarse mediante procesos de reducción del mineral en hornos eléctricos.
Isótopos del titanio
| Isótopo | Masa | Abundancia | Vida media |
|---|---|---|---|
| Ti-46 | 45,95263 u | 8,25 % | estable |
| Ti-47 | 46,95176 u | 7,44 % | estable |
| Ti-48 | 47,94794 u | 73,72 % | estable |
| Ti-49 | 48,94787 u | 5,41 % | estable |
| Ti-50 | 49,94479 u | 5,18 % | estable |
Curiosidades sobre el titanio
-
El titanio es el noveno elemento más abundante en la corteza terrestre, pero rara vez se encuentra en su forma pura debido a su afinidad por el oxígeno.
-
Se utiliza en la fabricación de protectores solares, ya que el dióxido de titanio es un eficaz bloqueador de rayos ultravioleta.
-
El titanio es tan fuerte como el acero pero un 45% más ligero, lo que lo hace ideal para aplicaciones donde el peso es un factor crítico.
El titanio en la tabla periódica
- Tipo: metal de transición.
- Grupo: grupo 4 (metales de transición).
- Periodo: 4.
- Bloque: D (el último electrón se aloja en un orbital de tipo d).
- Valencia principal: +4.
Compara con el resto de metales de transición o con los elementos del periodo 4.