Titangruppe
Lage im Periodensystem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe | 4 |
| Periode | |
| 4 | 22 Ti |
| 5 | 40 Zr |
| 6 | 72 Hf |
| 7 | 104 Rf |
In der 4. Gruppe des Periodensystems sind die Elemente Titan, Zirconium, Hafnium und das erstmals 1964 hergestellte Element 104 Rutherfordium enthalten. Die Gruppe wird auch als Titangruppe bezeichnet.
Die Elemente der Gruppe sind alle silbrig glänzende Metalle mit hohen Schmelztemperaturen und einer typischen Gitterstruktur. Bei ausreichend hohen Temperaturen gehen diese Metalle direkte Reaktionen mit den meisten Nichtmetallen ein. Dennoch sind sie in kompakter Form korrosionsbeständig, da sich an der Luft eine stabile Oxidschicht ausbildet. Diese Oxidschicht führt bei allen Metallen auch zu Beständigkeit gegenüber vielen Säuren und alkalischen Reagenzien.
Die Elemente galten früher, vermutlich wegen Schwierigkeiten bei der Gewinnung der reinen Metalle, als selten. Tatsächlich gehören Titan und Zirconium zu den fünf häufigsten Übergangsmetallen. Auch Hafnium ist kein seltenes Metall.
| Name | Titan | Zirconium | Hafnium | Rutherfordium |
|---|---|---|---|---|
| Schmelzpunkt | 1941 K (1668 °C) | 2130 K (1857 °C) | 2506 K (2233 °C) | ? |
| Siedepunkt | 3560 K (3287 °C) | 4682 K (4409 °C) | 4876 K (4603 °C) | ? |
| Dichte | 4,507 g·cm−3 | 6,511 g·cm−3 | 13,31 g·cm−3 | ? |
| Aussehen | silbrig metallisch | silbrig weiß | stahlgrau | ? |
| Atomradius | 140 pm | 155 pm | 155 pm | ? |
- Die Metalle
Titan Crystal Bar, 99,995 %
Zirconium Crystal Bar, 99,97 %
Hafnium Crystal Bar, > 99,9 %
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Reinst Zirkonium 99,97 % "crystal bars" nach dem Van-Arkel-de-Boer-Verfahren hergestellt, sowie für den Größenvergleich ein reiner (99,95 %) 1 cm3 Zirkonium-Würfel. Die Metallstücke wurden auf einer weißen Glasplatte photographiert.
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Ein 1,7kg Abschnitt einer Hafnium "crystal bar", hergestellt nach dem van-Arkel-de-Boer-Verfahren. Das Stück wurde freigestellt und ein künstlicher Schatten via Photoshop hinzugefügt.
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Titan Crystal Bar, hochrein 99,995 %, hergestellt nach dem Van-Arkel-de-Boer-Verfahren, durch URALREDMET in der ehemaligen Sowjetunion. Gewicht ≈283 g, ≈14 cm lang, ≈25 mm Durchmesser.