Titanio-Unidad I

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Compuestos

Configuración electrónica

Propiedades periódicas

Tabla periódica

Usos

Propiedades

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Descubrimiento

Titanio

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El titanio se encuentra en la tabla periódica con la siguiente información:

• Ubicación: Periodo 4, Grupo 4
• Naturaleza: Metal
• Bloque: D (es un metal de transición)
• Familia: Metales de transición

El titanio es conocido por su alta resistencia y baja densidad, y se utiliza en diversas aplicaciones, desde la industria aeroespacial hasta implantes médicos.

Estructura de Lewis

Números cuánticos

Representación gráfica

Configuración eletrónica

Instrucciones: Presiona cada ícono para conocer más información.

Configuración ElectrónicaLa configuración electrónica del titanio (Ti, Z = 22) es: [Ar]3d24s2

Representación GráficaLa representación gráfica del titanio se puede visualizar con su configuración electrónica en un diagrama de niveles, donde se muestran los electrones en los subniveles:

Números CuánticosPara el último electrón en el titanio, que se encuentra en el orbital 4s, los números cuánticos son:

• n=4n = 4n=4 (nivel de energía)
• l=0l = 0l=0 (subnivel s)
• ml=0m_l = 0ml=0 (orientación del orbital)
• ms=+12m_s = +\frac{1}{2}ms=+21 (spin del electrón)

El último electrón en el orbital 3d tiene:

• n=3n = 3n=3
• l=2l = 2l=2 (subnivel d)
• ml=0m_l = 0ml=0 (orientación del orbital)
• ms=+12m_s = +\frac{1}{2}ms=+21

Estructura de LewisLa estructura de Lewis del titanio muestra solo los electrones de valencia.

Punto de Fusión:El titanio tiene un punto de fusión de aproximadamente 1,668 °C (3,034 °F). Esto lo hace un metal con un punto de fusión relativamente alto, superior al de muchos otros metales.Punto de Ebullición:El punto de ebullición del titanio es alrededor de 3,287 °C (5,949 °F). Su alto punto de ebullición también contribuye a su estabilidad a altas temperaturas.Densidad:La densidad del titanio es de aproximadamente 4.54 g/cm³. Aunque es más ligero que el acero, es más denso que muchos otros metales como el aluminio.Estado de la Materia a Temperaturas Ambiente:A temperatura ambiente (aproximadamente 25 °C o 77 °F), el titanio es un sólido. Tiene una estructura cristalina hexagonal compacta a temperaturas más bajas y cambia a una estructura cúbica centrada en el cuerpo a temperaturas más altas.

¿Cuáles son sus propiedades?

Propiedades Químicas

Propiedades químicas

• El titanio es un metal bastante reactivo, especialmente a altas temperaturas. Forma óxidos estables, como el dióxido de titanio (TiO₂), que es muy resistente a la corrosión y tiene muchas aplicaciones industriales.
• Reacciona con el oxígeno en el aire para formar una capa protectora de óxido en su superficie, lo que lo protege de una mayor corrosión. Esto le confiere una alta resistencia a la corrosión en ambientes oxidantes.
• Reacción con Agua:
  • El titanio reacciona lentamente con agua a temperaturas elevadas, formando hidróxido de titanio y liberando hidrógeno. A temperatura ambiente, esta reacción es muy lenta.
• Reacción con Ácidos y Bases:
  • El titanio es resistente a la corrosión en muchos ácidos y bases. Sin embargo, puede reaccionar con ácidos fuertes como el ácido clorhídrico (HCl) y ácido sulfúrico (H₂SO₄) a altas temperaturas, formando sales de titanio y liberando hidrógeno.
• Compuestos del Titanio:
  • Óxidos: El dióxido de titanio (TiO₂) es uno de los compuestos más importantes y se usa en pigmentos y en la industria del vidrio. También forma óxidos más complejos como el trióxido de titanio (TiO₃).
  • Nitróxidos: El nitruro de titanio (TiN) es un compuesto cerámico que se usa como recubrimiento duro debido a su dureza y resistencia al desgaste.

¿Cómo se descubrió?El titanio fue descubierto en el siglo XVIII en Gran Bretaña por el científico británico William Gregor. En 1791, Gregor encontró un mineral desconocido durante sus exploraciones minerales en Cornualles. Nombró a este mineral "manaccanita". Sin embargo, no fue hasta 1795 que el químico alemán Martin Heinrich Klaproth aisló un nuevo elemento a partir de este mineral, al que llamó "titanio" en referencia a los Titanes de la mitología griega, debido a su gran fuerza.

Radio iónico (Å) 0,68Radio atómico (Å) 1,47Primer potencial de ionización (eV) 6,89Electronegatividad 1,5

Propiedades periódicas

Usos

• El titanio se emplea para la ingeniería espacial ya que tolera las temperaturas extremas en el espacio.
• En la la industria química también es muy utilizado por sus resistencia en la mezcla de sustancias químicas corrosivas
• Se usa comúnmente para fabricar implantes médicos como prótesis dentales, tornillos óseos y articulaciones artificiales.

Igualmente, industrias como la armamentística, la náutica, la automovilística o en sectores como la joyería, está muy extendido el uso de este elemento.

Riesgos

Sus primeros usos se dieron en el área militar de la Unión Soviética, en los años 50 y 60. Posteriormente, se comenzó a utilizar en la aviación, tanto en la URSS como en Estados Unidos, hasta llegar a ser considerado un material estratégico durante toda la Guerra Fría. En los años posteriores, su uso se fue extendiendo poco a poco a otras industrias

Riesgo de Incendio y Explosión: El polvo de titanio puede ser inflamable y presentar riesgos de explosión en ciertas concentraciones en el aire. Esto es especialmente relevante en procesos industriales donde se generan y manejan grandes cantidades de polvo. Inhalación: Las fumos generadas durante la soldadura o el corte de titanio pueden ser irritantes para las vías respiratorias. Toxicidad Baja: El titanio metálico tiene una toxicidad muy baja. Es biocompatible y se usa en implantes médicos debido a su alta tolerancia por el cuerpo humano. En general, el titanio es un metal relativamente seguro y no presenta problemas de toxicidad graves en su forma sólida o en la mayoría de los compuestos comunes. Sin embargo, las precauciones adecuadas deben tomarse para manejar el polvo y las emisiones generadas durante ciertos procesos industriales.

• Compuesto 1: Óxido de Titanio (IV)

- Nomenclatura: - Nomenclatura Stock: Óxido de Titanio (IV) - Nomenclatura IUPAC: Óxido de Titanio(4+) - Usos: - Pigmento blanco en pinturas, plásticos y cerámicas. - Protección contra la corrosión en metales. - Componente en algunos productos de cuidado personal (como cremas y protectores solares) https://www.youtube.com/watch?v=FTcCr90XRpQ

Compuestos del Titanio y el uso de cada uno:

• Compuesto 2: Cloruro de Titanio (IV)

- Nomenclatura: - Nomenclatura Stock: Cloruro de Titanio (IV) - Nomenclatura IUPAC: Tetracloruro de Titanio - Usos: - Catalizador en reacciones químicas. - Producción de policloruro de vinilo (PVC). - Desinfectante y esterilizante.

• Compuesto 3: Dióxido de Titanio (Rutilo)

- Nomenclatura: - Nomenclatura Stock: Dióxido de Titanio - Nomenclatura IUPAC: Óxido de Titanio(4+) (Rutilo) - Usos: - Pigmento en pinturas y revestimientos. - Componente en cerámicas y vidrio. - Uso en la industria aeroespacial debido a su alta resistencia. https://www.facebook.com/UNAM.MX.Oficial/videos/descubre-porqu%C3%A9-el-di%C3%B3xido-de-titanio-aditivo-en-varios-alimentos-puede-ser-da%C3%B1i/1122198891718114/?locale=ms_MY

Los minerales de titanio, también conocidos como la materia prima de titanio, se extraen y concentran en todo el mundo, desde Mozambique hasta Kenia.Aunque, las mayores muestras de titanio las encontramos en depósitos minerales en forma de óxidos, y distribuidos por la corteza terrestre y la litosfera, también podemos encontrar este elemento en seres vivos, cuerpos del agua y objetos extraterrestres.IsótoposEl titanio tiene 5 isótopos naturales y se han caracterizado 21 radioisótopos. Los isótopos 46Ti, 47Ti, 48Ti, 49Ti y 50Ti son naturales y estables, siendo el 48Ti el más abundante de todos (73.8% en Abundancia natural).

¿Dónde lo encuentro?