Titāna ķīmiskās īpašības

Titāns ir IVB grupas elements periodiskās tabulas ceturtajā periodā. Tā atomu elektroniskā struktūra ir [Ar]3d²4s², un savienošanai ir pieejami četri valences elektroni. Tāpēc tā augstākais oksidācijas pakāpe savienojumos ir (Ⅳ). Tā kā tas pieder pie pirmās pārejas sērijas un tajā ir divi nesapāroti 3D elektroni, tie var arī piedalīties savienošanā, ļaujot titānam būt zemākiem oksidācijas stāvokļiem (Ⅱ) un (Ⅲ).

Titāna (Ⅳ) savienojumos atomi būtībā ir inerti. Ti⁴⁺ jona rādiuss ir 60 pm, padarot to par augstu-lādiņu, mazu-rādiusu, lielu-lauka-stiprību katjonu ar spēcīgu polarizācijas spēku pret koordinējošiem joniem. Tāpēc Ti (Ⅳ) savienojumi vienmēr ir kovalenti, savienojumu veidošanās ziņā līdzīgi Si (Ⅳ) un Sn (Ⅳ). Piemēram, tetrahlorīds ir viegli hidrolizējams, kūpošs šķidrums. Patiesībā nav brīvu Ti⁴⁺ jonu vai solvatētu jonu; ne vairāk kā (-Ti-O⁻)²⁺ ķēde-kā hidratēti joni pastāv skābos šķīdumos. Vienkāršos titāna(IV) savienojumos titāna koordinācijas skaitlis ir 4. Tomēr, tā kā tā atomu elektroniskajā struktūrā ir 3d orbitāles, 4 koordinātu titāns(IV) ir laba Lūisa skābe un var pieņemt ligandus, lai paplašinātu koordinācijas skaitli līdz 6. Savienojumi ar koordinācijas numuriem 8 ir arī atrasti, un īpašos apstākļos ir 8, 7. Katrs koordinācijas numurs atbilst noteiktai molekulārai stereostruktūrai. Titāns (III) ir arī svarīga titāna valence; d1 konfigurēts trīsvērtīgais titāns bieži veido oktaedriskus kompleksus jonus, piemēram, TiF63- un Ti(H2O)63+.

Papildus parastajiem II, III un IV oksidācijas pakāpēm savienojumos esošajam titānam var būt reti zems oksidācijas pakāpes vai negatīvi oksidācijas pakāpes I, O, -I un -II, ja to apvieno ar π-skābajiem ligandiem (ligandiem, kas var atgriezt elektronus centrālajam titāna atomam).