Propriedades químicas do titânio

O titânio é um elemento do grupo IVB no quarto período da tabela periódica. Sua estrutura eletrônica atômica é [Ar]3d²4s², com quatro elétrons de valência disponíveis para ligação. Portanto, seu maior estado de oxidação nos compostos é (Ⅳ). Por pertencer à primeira série de transição e possuir dois elétrons 3d desemparelhados, estes também podem participar da ligação, permitindo que o titânio tenha estados de oxidação mais baixos (Ⅱ) e (Ⅲ).

Nos compostos de titânio (Ⅳ), os átomos são essencialmente inertes. O íon Ti⁴⁺ tem um raio de 60 pm, tornando-o um cátion de alta-carga, pequeno-raio, alta-força de campo-com forte poder de polarização para íons de coordenação. Portanto, os compostos de Ti(Ⅳ) são sempre covalentes, semelhantes na formação de compostos a Si(Ⅳ) e Sn(Ⅳ). Por exemplo, o tetracloreto é um líquido fumegante facilmente hidrolisado. Na realidade, não existem íons Ti⁴⁺ livres ou íons solvatados; no máximo, (-Ti-O⁻)²⁺ cadeia-como íons hidratados existem em soluções ácidas. Em compostos simples de titânio (IV), o titânio tem um número de coordenação de 4. No entanto, devido à presença de orbitais 3d em sua estrutura eletrônica atômica, o titânio (IV) de 4 coordenadas é um bom ácido de Lewis e pode aceitar ligantes para estender o número de coordenação para 6. Compostos com números de coordenação de 5, 7 e 8 também foram encontrados sob condições específicas. Cada número de coordenação corresponde a uma estereoestrutura molecular específica. O titânio (III) também é uma valência importante do titânio; O titânio trivalente configurado em d1 geralmente forma íons complexos octaédricos, como TiF63- e Ti(H2O)63+.

Além dos estados de oxidação comuns II, III e IV, o titânio em compostos pode exibir raros estados de baixa oxidação ou estados de oxidação negativos I, O, -I e -II quando combinado com ligantes ácidos π- (ligantes que podem retornar elétrons ao átomo central de titânio).