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Kapitel XXV. Die Titangruppe

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Band 2 Nebengruppenelemente, Lanthanoide, Actinoide, Transactinoide
This chapter is in the book Band 2 Nebengruppenelemente, Lanthanoide, Actinoide, Transactinoide
Kapitel XXVDie TitangruppeZur Titangruppe (IV. Nebengruppe bzw. 4. Gruppe des Periodensystems) gehören die Ele-mente Titan (Ti), Zirconium (Zr), Hafnium (Hf) und Rutherfordium (Rf, Eka-Hafnium, Ele-ment 104). Sie werden zusammen mit ihren Verbindungen unten (Ti), auf S. 1809 (Zr, Hf) undim Kap. XXXVII (Rf) besprochen.Die Elemente der Titangruppe schließen sich, abgesehen von der um 1 Einheit erhöhten Wer-tigkeit, in ihren Eigenschaften an die unmittelbar vorausgehende III. Nebengruppe (3. Gruppe)an, treten allerdings in mehreren Oxidationsstufen auf und zeigen eine höhere Komplexbildungs-tendenz. Auch zu den Elementen der IV. Hauptgruppe (14. Gruppe) besteht noch eine gewisseVerwandtschaft, mit dem Unterschied, dass die Metalle der IV. Nebengruppe viel unedler sind.Während Titan und Zirconium 4 Stellen nach einem Edelgas (Ar bzw. Kr) folgen, steht Hafni-um 18 Stellen nach einem solchen (Xe), weil sich hier noch die Gruppe der 14 Lanthanoide (Aus-bau der 4f-Schale) einschiebt. Da mit diesem Einbau (Erhöhung der – von den f-Elektronen nurunvollkommen abgeschirmten – Kernladungszahl um 14 Einheiten) eine Kontraktion der Atome(»Lanthanoid-Kontraktion«, S. 2295) verbunden ist, haben Zirconium und Hafnium trotz ihrerum den Faktor 2 verschiedenen Atommasse praktisch gleiche Metallatom- (Zr: 1.59, Hf: 1.56 Å)und Ionenradien (ZrIV: 0.86, HfIV: 0.85 Å für KZ 6), was einerseits eine um den Faktor 2 größereDichte des Hafniums (Zr: 6.51, Hf: 13.31 g cm−3) und andererseits eine außerordentliche Ähn-lichkeit der chemischen Eigenschaften von Zirconium und Hafnium zur Folge hat (vgl. S. 1810).Diese Ähnlichkeit war der Grund dafür, dass das Hafnium als geringfügiger Mineral-Begleiterdes Zirconiums erst 134 Jahre nach letzterem entdeckt wurde (S. 1809).Am Aufbau der Erdhülle sind die Elemente der Titangruppe mit 0.42 (Ti), 0.016 (Zr) und0.0003 Gew.-% (Hf) beteiligt, entsprechend einem Massenverhältnis Ti : Zr : Hf von rund 1400 :50 : 1.1Das Titan1.1Das Element TitanGeschichtliches.Titan wurde 1791 von dem Engländer William Gregor (in einem Eisensand ausCornwall, der das Mineral Ilmenit enthielt) und 4 Jahre später (1795), unabhängig hiervon, von demDeutschen Martin Heinrich Klaproth (im Mineral Rutil) entdeckt, der dem Element nach den mytho-logischen Titanen, den ersten Söhnen der Erde, den Namen gab. Elementares Titan wurde erstmalsvon J. J. Berzelius 1825 durch Reduktion von K2TiF6mit Natrium als schwarzes Pulver gewonnen.Die erste technische Darstellung erfolgte 1938 durch W. Kroll (s. unten).Physiologisches.Titan ist für Organismen nicht essentiell (der Mensch enthält normalerweise keinTitan) und gilt als nicht toxisch.
© 2016 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Munich/Boston

Kapitel XXVDie TitangruppeZur Titangruppe (IV. Nebengruppe bzw. 4. Gruppe des Periodensystems) gehören die Ele-mente Titan (Ti), Zirconium (Zr), Hafnium (Hf) und Rutherfordium (Rf, Eka-Hafnium, Ele-ment 104). Sie werden zusammen mit ihren Verbindungen unten (Ti), auf S. 1809 (Zr, Hf) undim Kap. XXXVII (Rf) besprochen.Die Elemente der Titangruppe schließen sich, abgesehen von der um 1 Einheit erhöhten Wer-tigkeit, in ihren Eigenschaften an die unmittelbar vorausgehende III. Nebengruppe (3. Gruppe)an, treten allerdings in mehreren Oxidationsstufen auf und zeigen eine höhere Komplexbildungs-tendenz. Auch zu den Elementen der IV. Hauptgruppe (14. Gruppe) besteht noch eine gewisseVerwandtschaft, mit dem Unterschied, dass die Metalle der IV. Nebengruppe viel unedler sind.Während Titan und Zirconium 4 Stellen nach einem Edelgas (Ar bzw. Kr) folgen, steht Hafni-um 18 Stellen nach einem solchen (Xe), weil sich hier noch die Gruppe der 14 Lanthanoide (Aus-bau der 4f-Schale) einschiebt. Da mit diesem Einbau (Erhöhung der – von den f-Elektronen nurunvollkommen abgeschirmten – Kernladungszahl um 14 Einheiten) eine Kontraktion der Atome(»Lanthanoid-Kontraktion«, S. 2295) verbunden ist, haben Zirconium und Hafnium trotz ihrerum den Faktor 2 verschiedenen Atommasse praktisch gleiche Metallatom- (Zr: 1.59, Hf: 1.56 Å)und Ionenradien (ZrIV: 0.86, HfIV: 0.85 Å für KZ 6), was einerseits eine um den Faktor 2 größereDichte des Hafniums (Zr: 6.51, Hf: 13.31 g cm−3) und andererseits eine außerordentliche Ähn-lichkeit der chemischen Eigenschaften von Zirconium und Hafnium zur Folge hat (vgl. S. 1810).Diese Ähnlichkeit war der Grund dafür, dass das Hafnium als geringfügiger Mineral-Begleiterdes Zirconiums erst 134 Jahre nach letzterem entdeckt wurde (S. 1809).Am Aufbau der Erdhülle sind die Elemente der Titangruppe mit 0.42 (Ti), 0.016 (Zr) und0.0003 Gew.-% (Hf) beteiligt, entsprechend einem Massenverhältnis Ti : Zr : Hf von rund 1400 :50 : 1.1Das Titan1.1Das Element TitanGeschichtliches.Titan wurde 1791 von dem Engländer William Gregor (in einem Eisensand ausCornwall, der das Mineral Ilmenit enthielt) und 4 Jahre später (1795), unabhängig hiervon, von demDeutschen Martin Heinrich Klaproth (im Mineral Rutil) entdeckt, der dem Element nach den mytho-logischen Titanen, den ersten Söhnen der Erde, den Namen gab. Elementares Titan wurde erstmalsvon J. J. Berzelius 1825 durch Reduktion von K2TiF6mit Natrium als schwarzes Pulver gewonnen.Die erste technische Darstellung erfolgte 1938 durch W. Kroll (s. unten).Physiologisches.Titan ist für Organismen nicht essentiell (der Mensch enthält normalerweise keinTitan) und gilt als nicht toxisch.
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Chapters in this book

  1. Frontmatter i
  2. Vorwort zur 103. Auflage v
  3. Inhaltsverzeichnis ix
  4. Band 2: Nebengruppenelemente, Lanthanoide, Actinoide, Transactinoide
  5. Teil C. Nebengruppenelemente
  6. Kapitel XIX. Nebengruppenelemente (Äußere Übergangsmetalle) 1535
  7. Kapitel XX. Grundlagen der Komplexchemie 1550
  8. Kapitel XXI. Einige Grundlagen der Festkörperchemie 1648
  9. Kapitel XXII. Die Kupfergruppe 1686
  10. Kapitel XXIII. Die Zinkgruppe 1747
  11. Kapitel XXIV. Die Scandiumgruppe 1784
  12. Kapitel XXV. Die Titangruppe 1793
  13. Kapitel XXVI. Die Vanadiumgruppe 1819
  14. Kapitel XXVII. Die Chromgruppe 1844
  15. Kapitel XXVIII. Die Mangangruppe 1899
  16. Kapitel XXIX. Die Eisengruppe 1934
  17. Kapitel XXX. Die Cobaltgruppe 1989
  18. Kapitel XXXI. Die Nickelgruppe 2023
  19. Kapitel XXXII. Überblick über wichtige Verbindungsklassen der Übergangsmetalle 2067
  20. Teil D. Lanthanoide, Actinoide, Transactinoide
  21. Kapitel XXXIII. Lanthanoide und Actinoide (Innere Übergangsmetalle) 2225
  22. Kapitel XXXIV. Grundlagen der Kernchemie 2232
  23. Kapitel XXXV. Die Lanthanoide 2288
  24. Kapitel XXXVI. Die Actinoide 2312
  25. Kapitel XXXVII. Die Transactinoide (»Superschwere Elemente«) 2349
  26. Schlusswort Die gegenseitige Umwandlung von Masse und Energie 2362
  27. Anhang
  28. Anhang I. Zahlentabellen 2365
  29. Anhang II. SI-Einheiten 2370
  30. Anhang III. Natürliche Nuklide 2375
  31. Anhang IV. Radien von Atomen und Ionen 2378
  32. Anhang V. Bindungslängen (ber.) zwischen Hauptgruppenelementen 2381
  33. Anhang VI. Normalpotentiale 2382
  34. Anhang VII. Nobelpreise für Chemie und Physik 2386
  35. Anhang VIII. Nomenklatur der Anorganischen Chemie 2392
  36. Tafeln
  37. Tafeln I. Langperiodensystem 2487
  38. Tafel II. Elemente 2489
  39. Tafel III. Hauptgruppenelemente 2491
  40. Tafel IV. Nebengruppenelemente 2493
  41. Tafel V. Lanthan und Lanthanoide, Actinium und Actinoide 2494
  42. Tafel VI. Kombiniertes Periodensystem 2495
  43. Backmatter
Readers are also interested in:
https://doi.org/10.1515/9783110495904-008

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  2. Vorwort zur 103. Auflage v
  3. Inhaltsverzeichnis ix
  4. Band 2: Nebengruppenelemente, Lanthanoide, Actinoide, Transactinoide
  5. Teil C. Nebengruppenelemente
  6. Kapitel XIX. Nebengruppenelemente (Äußere Übergangsmetalle) 1535
  7. Kapitel XX. Grundlagen der Komplexchemie 1550
  8. Kapitel XXI. Einige Grundlagen der Festkörperchemie 1648
  9. Kapitel XXII. Die Kupfergruppe 1686
  10. Kapitel XXIII. Die Zinkgruppe 1747
  11. Kapitel XXIV. Die Scandiumgruppe 1784
  12. Kapitel XXV. Die Titangruppe 1793
  13. Kapitel XXVI. Die Vanadiumgruppe 1819
  14. Kapitel XXVII. Die Chromgruppe 1844
  15. Kapitel XXVIII. Die Mangangruppe 1899
  16. Kapitel XXIX. Die Eisengruppe 1934
  17. Kapitel XXX. Die Cobaltgruppe 1989
  18. Kapitel XXXI. Die Nickelgruppe 2023
  19. Kapitel XXXII. Überblick über wichtige Verbindungsklassen der Übergangsmetalle 2067
  20. Teil D. Lanthanoide, Actinoide, Transactinoide
  21. Kapitel XXXIII. Lanthanoide und Actinoide (Innere Übergangsmetalle) 2225
  22. Kapitel XXXIV. Grundlagen der Kernchemie 2232
  23. Kapitel XXXV. Die Lanthanoide 2288
  24. Kapitel XXXVI. Die Actinoide 2312
  25. Kapitel XXXVII. Die Transactinoide (»Superschwere Elemente«) 2349
  26. Schlusswort Die gegenseitige Umwandlung von Masse und Energie 2362
  27. Anhang
  28. Anhang I. Zahlentabellen 2365
  29. Anhang II. SI-Einheiten 2370
  30. Anhang III. Natürliche Nuklide 2375
  31. Anhang IV. Radien von Atomen und Ionen 2378
  32. Anhang V. Bindungslängen (ber.) zwischen Hauptgruppenelementen 2381
  33. Anhang VI. Normalpotentiale 2382
  34. Anhang VII. Nobelpreise für Chemie und Physik 2386
  35. Anhang VIII. Nomenklatur der Anorganischen Chemie 2392
  36. Tafeln
  37. Tafeln I. Langperiodensystem 2487
  38. Tafel II. Elemente 2489
  39. Tafel III. Hauptgruppenelemente 2491
  40. Tafel IV. Nebengruppenelemente 2493
  41. Tafel V. Lanthan und Lanthanoide, Actinium und Actinoide 2494
  42. Tafel VI. Kombiniertes Periodensystem 2495
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