第 22 號元素:鈦Ti · Titanium

鈦ㄊㄞˋ(四聲)Titanium

注音 ㄊㄞˋ(四聲)·音同「太」

主要分類(決定顏色) · 金屬性:金屬

鈦(Titanium):高純度鈦晶棒
高純度鈦晶棒照片:Alchemist-hp (pse-mendelejew.de) · CC BY-SA 3.0 · Wikimedia Commons
原子序
22
元素符號
Ti
標準原子量
47.867± 0.001
週期
4
族
4
區塊
d 區

電子排布

[Ar]3d24s2

原子結構與電子殼層分布

  1. K n=12
  2. L n=28
  3. M n=310
  4. N n=42

簡介

強度高、密度低且耐腐蝕的過渡金屬。用於航太、人工關節與牙科植體;二氧化鈦則是常見的白色顏料。

第 3–12 族的 d 區金屬,常具多種氧化態與有色化合物。

元素科學故事 · 鈦(Ti)

像鋼一樣強,卻輕得多

已對照來源· 版本 2026-10-18

與鋼一樣強但輕 45%、比鋁重 60% 但強兩倍(Jefferson Lab、LANL)、1791 年 Gregor 發現、1795 年 Klaproth 命名、泰坦字源(CIAAW、LANL)、1887 年 Nilson 與 Pettersson 製得不純鈦、1910 年 Hunter 製得 99.9% 純鈦、1946 年 Kroll 法以鎂還原四氯化鈦且仍廣泛使用(LANL)、耐海水用於螺旋槳軸、飛機火箭合金、人體內不起反應而用於人工髖關節骨釘、二氧化鈦顏料為最大用途、高成本限制普及(延伸思考)(Jefferson Lab),皆已對照 PubChem 收錄的 Los Alamos、Jefferson Lab 與 CIAAW 原文。

鈦和鋼一樣堅固,卻輕了 45%;它比鋁重 60%,強度卻是鋁的兩倍。

大地之子

1791 年,英國牧師 William Gregor 在礦物中發現了鈦;1795 年,德國化學家 Martin Heinrich Klaproth 再次發現它,並依希臘神話中「大地最初的兒子」泰坦為它命名。不純的鈦在 1887 年由 Nilson 與 Pettersson 製得,純度 99.9% 的鈦則要到 1910 年才由 Matthew Hunter 製成。

從珍品到工業材料

鈦曾經只是實驗室裡的稀奇物品,直到 1946 年 Kroll 證明可以用鎂還原四氯化鈦來量產;這個方法至今仍被廣泛使用。

從飛機到人工關節

鈦耐海水腐蝕,被用來製作船隻的螺旋槳軸;鈦合金則用於飛機與火箭。鈦在人體內不起反應,也被用來製作人工髖關節與骨釘。鈦最大的用途其實是二氧化鈦白色顏料。

延伸思考鈦的性能這麼好,為什麼沒有取代鋼,成為最常見的金屬?

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參考來源

  1. PubChem Element: Titanium(收錄 Los Alamos National Laboratory、Jefferson Lab 與 CIAAW 的元素資料)已查閱 2026-10-18