氧化鈦;復(fù)合氧化物;硫化物
二氧化鈦TiO2有金紅石、銳鈦礦、板鈦礦三種晶型,它們都存在于自然界中。以金紅石為最常見,鈦是八面體配位,它是一種普通的MX2型化合物的結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)曾討論過。銳鈦礦和板鈦礦中,每一鈦原子周圍的氧原子是一種畸變厲害的八面體,這兩種礦的結(jié)構(gòu)比較接近。雖然金紅石已被認(rèn)為是最穩(wěn)定的形式,這由于它普遍存在的緣故,但熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明銳鈦礦生成熱是8-12千焦/摩,比金紅石更為穩(wěn)定。
二氧化鈦可用作白色顏料。自然界中存在形式由于雜質(zhì)(例如鐵)的存在,通常是有色的,有時甚至是黑色。制造顏料級的TiO2一般用TiOSO4的水解或用氧氣氧化氣相TiCl4的方法。TiO2的溶解度在很大程度上取決于它的化學(xué)和受熱的過程,強(qiáng)烈焙燒過的試料是化學(xué)惰性的。
向TiⅣ評溶液中加堿得到的沉淀最好認(rèn)為是水合TiO2。這種物質(zhì)能溶于濃的堿金屬氫氧化物中成為溶液,從該溶液中可以得到具有象M2ⅠTiO3·nH2O和M2ⅠTi2O5·nH2O這樣一類化學(xué)式的“鈦酸鹽”水合物,但不知道它們的結(jié)構(gòu)。
已知有許多叫“鈦酸鹽”的物質(zhì),其中有些在技術(shù)上是重要的。它們幾乎都具有三種主要混合金屬氧化物結(jié)構(gòu)一種。確實(shí)有兩種結(jié)構(gòu)的名稱是從這些鈦化合物中首先被發(fā)現(xiàn)的化合物來命名的,即 FeTiO3鈦鐵礦和 CaTiO3鈣鈦礦。具有鈦鐵礦結(jié)構(gòu)的其它鈦酸鹽有MgTiO3、 MnTiO3、CoTiO3和NiTiO3,而具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的其它鈦酸鹽有SrTiO3和BaTiO3。也有具有尖晶石結(jié)構(gòu)的鈦酸鹽,例如Mg2TiO4、Zn2TiO4和Co2TiO4。
鈦酸鋇特別有趣,因?yàn)樗@示出異常的鐵電性,可從結(jié)構(gòu)去理解這個原因。BaTiO3中Ba2+離子相對于小的Ti離子是如此之大,以致使Ti4+離子完全能沿著它的八面體的孔穴振動,當(dāng)電場施加于這個物質(zhì)的晶體時,晶體可以被高度極化,因?yàn)槊恳粋€Ti4+離子被吸引在它八面體的一邊,使整個晶體引起了巨大的電極化作用。
化合物Ba2TiO4具有不連續(xù)的、有些畸變的TiO4四面體,其結(jié)構(gòu)與β-K2SO4或β-Ca2SiO4是有聯(lián)系的。
硫化物TiS2,和Zr、Hf、Sn的二硫化物一樣,有金屬光澤、是一種半導(dǎo)體;它具有TiS6八面體用各邊連結(jié)的平面片狀的CdI2型結(jié)構(gòu)。