В химии титанат обычно относится к неорганическим соединениям, состоящим из оксидов титана или оксидов , содержащих элемент титан . Вместе с ниобатом соли титаната образуют группу перовскита .
В некоторых случаях этот термин используется в более общем смысле для любого титансодержащего аниона , например, [TiCl 6 ] 2- и [Ti(CO) 6 ] 2- . Эта статья посвящена оксидам.
Известны многие виды оксидов титана, некоторые из которых имеют коммерческое значение. Обычно эти материалы белые, диамагнитные , тугоплавкие и нерастворимые в воде. Их часто готовят при высоких температурах, например, в трубчатых печах , из диоксида титана. Практически во всех случаях титан достигает октаэдрической координационной геометрии . [1]
Ортотитанаты имеют формулу M 2 TiO 4 , где M двухвалентный. Примером такого материала является титанат магния (Mg 2 TiO 4 ), имеющий структуру шпинели . Li 2 TiO 3 не считается ортотитанатом, поскольку он имеет структуру каменной соли и не содержит идентифицируемого аниона титана. Ортотитанаты почти никогда не содержат идентифицируемых центров TiO 4 4− , за исключением Ba 2 TiO 4 . [2]
Также называемое ортотитановой кислотой или гидроксидом титана, вещество H 4 TiO 4 называется титановой кислотой . Этот материал, определение которого еще не установлено, получают гидролизом TiCl 4 . [3] Твердое вещество нестабильно в отношении потери воды и образования диоксида титана. Однако известны эфиры ортотитановой кислоты; одним примером является изопропоксид титана . Эфиры, полученные из более мелких спиртов, принимают более сложные структуры, в которых титан действительно достигает октаэдрической координации, например Ti 4 (OCH 3 ) 16 или тетраметоксид титана. [4] Это слабая кислота, если ее можно выделить.
Метитатанаты имеют формулу MTiO 3 , где М снова двухвалентен. Они не имеют дискретных центров TiO 3 2− . Некоторые из них, такие как коммерчески важный минерал ильменит (FeTiO 3 ), кристаллизуются в гексагональном мотиве плотной упаковки , наблюдаемом в корунде . Альтернативно, некоторые материалы с формулой MTiO 3 кристаллизуются в виде перовскита , который также является названием минеральной формы титаната кальция (CaTiO 3 ). Титанат бария является одним из таких титанатов со структурой перовскита и сегнетоэлектрическими свойствами. [1]
Известны и более сложные титанаты, например титанат висмута Bi 4 Ti 3 O 12 . [5]