O titânio é um elemento químico do grupo 4 (metais de transição) que pertence ao quarto período da tabela periódica.
O titânio (Ti) é um elemento de importância industrial. Grandes quantidades de TiO2 são usadas como pigmentos e como “carga”. O metal titânio é importante por causa de sua resistência mecânica, baixa densidade e resistência à corrosão. O TiCl3 é um grande catalisador de Ziegles-Natta, utilizado na fabricação de polietileno e de outros polímeros.
O titânio tem sido chamado de “metal maravilha” por causa de suas propriedades singulares e úteis. Ele é muito duro, tem elevado ponto de fusão (1667 °C), é mais forte e muito mais leve que o aço. Contudo, mesmo quantidades muito pequenas de impurezas não-metálicas, como hidrogênio (H), carbono (C), nitrogênio (N) ou oxigênio (O), tornam o titânio e os outros dois metais, Zicrônio (Zr) e Háfnio (Hf), quebradiços. O Ti tem melhor resistência à corrosão que o aço inoxidável. É melhor condutor de eletricidade que os metais do Grupo do escândio (Sc) [Grupo 3]. O Ti metálico e as ligas de Ti com alumínio (Al) são utilizadas em grande escala na indústria aeronáutica, em turbinas e motores a jato, e na estrutura das aeronaves. Aviões supersônicos, como o Concorde, podem usar Al como revestimento estrutural (ponto de fusão 660°C), mas sua velocidade fica limitada a Mach 2,2 (2,2 vezes a velocidade do som). Quando aviões supersônicos que operam três vezes a velocidade do som forem fabricados, é provável que eles sejam fabricados com Ti (ponto de fusão 1667°C). O Ti também é empregado em equipamentos navais e em instalações em indústria química. Pequenas quantidades de Ti são adicionadas ao aço, para formar ligas mais duras e resistentes. A produção mundial de Ti metálico é cerca de 50000 toneladas/ano.
Estado de oxidação
O estado de oxidação (+IV) é o mais comum e estável para o titânio .
No estado de oxidação (+IV) esse elemento apresenta configuração d0, se elétrons desemparelhados: assim seus compostos são tipicamente brancos ou incolores.
Íons Ti4+ não existem em solução, pois se formam oxo-íons. O íon titanila, TiO2+ é encontrado em solução, mas em sais critalinos ele geralmente se encontra polimerizado.
O íon no estado de oxidação (+III) é redutor, tal que Ti3+ é um redutor mais forte que Sn2+. São razoavelmente estáveis, tanto no estado sólido como em solução. Como os íons M3+ apresentam configuração d1, possuem um elétron desemparelhado, só uma transição eletrônica possível: portanto, só existe um banda de absorção do espectro visível, quase todos os seus compostos tem uma cor púpura avermelhada pálida.
Tamanho
Os raios covalentes do Ti é pequeno.
Reatividade e passivação
O metal maciço é pouco reativo ou passivo, a temperatura baixa ou moderada. Isso se deve a uma pequena película de óxido que se forma sobre sua superfície, dificultando um posterior ataque. Esse comportamento é observado principalmente no Ti. À temperatura ambiente, o não reage nem com ácidos nem com álcalis. Todavia, o Ti se dissolve lentamente em HCl concentrado e a quente, formando Ti3+ e H2. O Ti é oxidado pó HNO3 a quente, gerando óxido hidratado TiO2.(H2O)n.
O melhor solvente é HF, por que formam hexafluoro complexos.
Ti + 6HF → H2[TiF6] + 2H2
A cerca de 450 °C o titânio começa a reagir com muitas substâncias. A temperaturas superiores a 600°C se tornam altamente reativo. Nessas condições forma óxidos TiO2, haletos TiX4, nitretos intersticiais TiN e carbetos intersticiais TiC, por combinação. Da mesma forma que os elementos do grupo do escândio, o pulverizado absorve H2. A quantidade absorvida depende da temperatura e da pressão,sendo TiH2 a composição limite desses compostos intersticiais. Esses hidretos intersticiais são estáveis ao ar e reagem com água. Esse comportamento difere daquele encontrado nos hidretos iônicos do grupo do escândio e dos elementos do bloco s.