Chemické vlastnosti titánu

Titán je prvok skupiny IVB vo štvrtej perióde periodickej tabuľky. Jeho atómová elektrónová štruktúra je [Ar]3d²4s², so štyrmi valenčnými elektrónmi dostupnými na väzbu. Preto je jeho najvyšší oxidačný stav v zlúčeninách (Ⅳ). Keďže patrí do prvej prechodovej série a má dva nepárové 3d elektróny, môžu sa tiež podieľať na väzbe, čo umožňuje titánu mať nižšie oxidačné stavy (Ⅱ) a (Ⅲ).

V zlúčeninách titánu (Ⅳ) sú atómy v podstate inertné. Ti⁴⁺ ión má polomer 60 pm, čo z neho robí katión s vysokým -nábojom, malým-polomerom, vysokou-intenzitou poľa- so silnou polarizačnou silou smerom ku koordinačným iónom. Preto sú zlúčeniny Ti(Ⅳ) vždy kovalentné, podobne ako Si(Ⅳ) a Sn(Ⅳ). Napríklad tetrachlorid je ľahko hydrolyzovateľná dymivá kvapalina. V skutočnosti neexistujú žiadne voľné ióny Ti4⁺ ani solvatované ióny; nanajvýš (-Ti-O⁻)²⁺ reťazec-ako hydratované ióny existujú v kyslých roztokoch. V jednoduchých zlúčeninách titánu (IV) má titán koordinačné číslo 4. Avšak kvôli prítomnosti 3d orbitálov v jeho atómovej elektrónovej štruktúre je titán so 4 koordináciou dobrá Lewisova kyselina a môže prijať ligandy na rozšírenie koordinačného čísla na 6. Za špecifických podmienok sa našli aj zlúčeniny s koordinačnými číslami 5, 7 a 8. Každé koordinačné číslo zodpovedá špecifickej molekulárnej stereoštruktúre. Titán (III) je tiež dôležitým mocenstvom titánu; d1-konfigurovaný trojmocný titán často tvorí oktaedrické komplexné ióny, ako je TiF63- a Ti(H2O)63+.

Okrem bežných oxidačných stavov II, III a IV môže titán v zlúčeninách vykazovať zriedkavé nízke oxidačné stavy alebo negatívne oxidačné stavy I, O, -I a -II v kombinácii s π-kyslými ligandami (ligandy, ktoré môžu vrátiť elektróny do centrálneho atómu titánu).