Titan(II)-oxid
Titan(II)-oxid ist eine anorganische chemische Verbindung des Titans aus der Gruppe der Oxide mit der chemischen Zusammensetzung TiO. Titan(II)-oxid besteht damit aus Titan und Sauerstoff im Stoffmengenverhältnis von 1 : 1.
| Kristallstruktur | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||
| _ Ti2+ _ O2− | ||||||||||||||||
| Kristallsystem | ||||||||||||||||
| Raumgruppe |
Fm3m (Nr. 225) | |||||||||||||||
| Allgemeines | ||||||||||||||||
| Name | Titan(II)-oxid | |||||||||||||||
| Andere Namen |
Titaniummonoxid | |||||||||||||||
| Verhältnisformel | TiO | |||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
goldfarbener Feststoff[1] | |||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||||||||
| ||||||||||||||||
| Eigenschaften | ||||||||||||||||
| Molare Masse | 63,87 g·mol−1 | |||||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest[2] | |||||||||||||||
| Dichte |
4,95 g·cm−3[3] | |||||||||||||||
| Schmelzpunkt | ||||||||||||||||
| Siedepunkt |
3227 °C[3] | |||||||||||||||
| Löslichkeit | ||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||
| ||||||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | ||||||||||||||||
Vorkommen
BearbeitenAbsorptionsbanden der Verbindung wurden in den Spektren verschiedener Sterne nachgewiesen.[6][7]
Gewinnung und Darstellung
BearbeitenTitan(II)-oxid kann durch Reaktion von Titan mit Titan(IV)-oxid bei 1600 °C gewonnen werden.[1]
Ebenfalls möglich ist die Herstellung durch Reduktion von Titan(IV)-oxid durch Wasserstoff bei 2000 °C und einem Druck von 130 atm.[8]
Eigenschaften
BearbeitenTitan(II)-oxid ist ein goldgelber Feststoff und besitzt einen beträchtlichen Homogenitätsbereich (TiO1,2–TiO0,85). Es löst sich in verdünnter Salzsäure oder Schwefelsäure unter teilweiser Oxidation gemäß Ti2+ + H+ = Ti3+ + 1/2 H2.[1] Es ist ein starkes Reduktionsmittel, da es sich leicht zu Titan(IV)-oxid umsetzt. So reduziert es Wasser unter Wasserstoffbildung.[4]
Die Verbindung hat eine Kristallstruktur vom Natriumchlorid-Typ (a = 418,2 pm).[1] Dabei bleiben auch bei stöchiometrischer Zusammensetzung etwa 15 % der Gitterplätze unbesetzt und erst bei Erwärmung im Vakuum auf 990 °C beginnen die Leerstellen zufällig ihre Plätze zu tauschen, so dass Röntgenstrukturanalysen das typische Streumuster von Natriumchlorid zeugen. Bei Normaltemperatur ist die stöchiometrische Verbindung ein metallischer Leiter mit monokliner Kristallstruktur. Durch Überlappung der d-Orbitale der Titan-Ionen entsteht ein Metallband mit delokalisierten d-Elektronen.[9][10] Wahrscheinlich begünstigen die Sauerstoffleerstellen die Überlappung. Bei Erhitzung an Luft wandelt sich die Verbindung abhängig von der Temperatur zu anderen Titanoxiden um. So entsteht bei 200–250 °C Titan(III)-oxid und ab 350 °C Titan(IV)-oxid.[8]
Verwendung
BearbeitenTitan(II)-oxid wird in elektrochromen Systemen verwendet.[11]
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ a b c d Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1366.
- ↑ a b Datenblatt Titan(II)-oxid bei Merck, abgerufen am 26. April 2024.
- ↑ a b c W. M. Haynes, David R. Lide, Thomas J. Bruno: CRC Handbook of Chemistry and Physics 2012–2013. CRC Press, 2012, ISBN 978-1-4398-8049-4, S. 4–96 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ a b G. Singh: Chemistry Of D-Block Elements. Discovery Publishing House, 2007, ISBN 978-81-8356-242-3, S. 107 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Dale L. Perry: Handbook of Inorganic Compounds, Second Edition. Taylor & Francis US, 2011, ISBN 978-1-4398-1462-8, S. 434 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ H. M. Dyck, Tyler E. Nordgren: The Effect of T[CLC]i[/CLC]O Absorption on Optical and Infrared Angular Diameters of Cool Stars. In: The Astronomical Journal. Band 124, Nr. 1, 2002, S. 541–545, doi:10.1086/341039 (englisch).
- ↑ Neill Reid's Homepage: Spectral classification of late-type dwarfs
- ↑ a b François Cardarelli: Materials Handbook: A Concise Desktop Reference. Springer, 2008, ISBN 978-1-84628-669-8, S. 617 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Zhong Lin Wang, Zhen Chuan Kang: Functional and Smart Materials: Structural Evolution and Structure Analysis. 1998, ISBN 0-306-45651-6, S. 74 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Erwin Riedel, Christoph Janiak: Anorganische Chemie. Walter de Gruyter, 2011, ISBN 3-11-022566-2, S. 792.
- ↑ Catherine E. Housecroft: Inorganic chemistry. [Hauptbd.] Pearson Education, 2005, ISBN 0-13-039913-2, S. 601 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).