Titanoxide

Als Titanoxide werden chemische Verbindungen v​on Titan u​nd Sauerstoff bezeichnet, w​obei Sauerstoff d​ie Oxidationszahl (II) h​at und Verbindungen dieser Art a​ls Oxide bezeichnet werden. Titan bildet e​ine Reihe v​on verschiedenen Oxiden aus, v​on denen Titan(IV)-oxid (Titandioxid, TiO₂) d​ie größte Bedeutung hat. Neben diesem polymorphen Oxid g​ibt es e​ine Reihe a​n nichtstöchiometrischen Suboxiden d​es Titans, sogenannte Magneli-Phasen Ti_nO_2n-1 (4 ≤ n ≤ 10) s​owie das Titan(III)-oxid (Ti₂O₃) u​nd Titan(II)-oxid (TiO).[1]

Verbindungen

• Ti₃O (TiO_0,33) liegt in einer Schichtstruktur vor, die mit der anti-Bismut(III)-iodid eng verwandt ist.[2] Er besitzt die Raumgruppe P312 (Raumgruppen-Nr. 149).[3]
• Ti₂O (TiO_0,5) ist als metallisch grauer Feststoff unter dem Namen Titanhemioxid bekannt.[1] Er kristallisiert im trigonalen anti-Cadmium(II)-iodid-Typ (Polytyp 2H).[4]
• TiO existiert im Bereich von Ti_0,64O bis Ti_1,26O. Es ist ein goldgelbes, elektrisch leitendes Pulver mit einer Kristallstruktur vom Natriumchlorid-Typ.[1] Einige Quellen geben den Bereich unterhalb von TiO_0,75 als weitere eigenständige Verbindung mit einer Kristallstruktur vom Tantalnitrid-Typ an.[5]
• TiO₂ ist ein weißer Feststoff, der in der Natur in Form der Modifikationen Anatas, Akaogiit, Brookit, Rutil und Riesit vorkommt. Daneben sind weitere synthetisch hergestellte Modifikationen bekannt.
• Ti₂O₃ (TiO_1,5) ist ein dunkelviolettes Pulver mit einer trigonalen Kristallstruktur isotyp zu der von Korund mit der Raumgruppe R3c (Nr. 167). Es existiert im Bereich von TiO_1,49 bis TiO_1,51.[1] In der Natur ist die Verbindung als Mineral Tistarit bekannt.[6]
• Ti₃O₅ (TiO_1,66) ist als dunkelblauer Feststoff mit dem Namen Anosowit sowie als natürliche Mineralbildung unter dem Namen Kaitianit (genauer Ti³⁺₂Ti⁴⁺O₅) bekannt. Die Verbindung hat bei Raumtemperatur eine monokline Kristallstruktur mit der Raumgruppe C2/c (Nr. 15).[7] Die ab 120 °C entstehende Hochtemperaturvariante besitzt eine orthorhombische Kristallstruktur vom Pseudobrookit-Typ.[1] Bis zu einer Temperatur von 175 °C ist die Verbindung ein Halbleiter, darüber wird sie metallisch leitend.[5]
• Ti₄O₇ bis Ti₁₀O₁₉ (TiO_1,75 – TiO_1,90) sind als Andersson-Magneli-Phasen bekannt und kristallisieren im triklinen Kristallsystem mit der A1 (Nr. 1, Stellung 3)[8] bzw. P1 (Nr. 1).[1] Bei diesen sind TiO₆-Oktaeder auf komplizierte Weise miteinander verknüpft. Neben diesen existiert im Bereich von TiO_1,94 bis TiO_1,97 (16 ≤ n ≤ 36) eine weitere homologe Serie von Scherstrukturen.[5]

Einzelnachweise

1. François Cardarelli: Materials Handbook: A Concise Desktop Reference. Springer, 2008, ISBN 978-1-84628-669-8, S. 617 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
2. Ralf Alsfasser, Erwin Riedel, H. J. Meyer: Moderne Anorganische Chemie. Walter de Gruyter, 2007, ISBN 3-11-019060-5, S. 294 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
3. A. Jostsons, A. S. Malin: The ordered structure of Ti₃O. In: Acta Crystallographica. B24, 1968, S. 211–213, doi:10.1107/S0567740868001974 (englisch).
4. T. Novoselova, S. Malinov, W. Sha, A. Zhecheva: High-temperature synchrotron X-ray diffraction study of phases in a gamma Ti Al alloy. In: Materials Science and Engineering. Band 371, Nr. 1–2, 2004, S. 103–112, doi:10.1016/j.msea.2003.12.015 (englisch).
5. Erwin Riedel, Christoph Janiak: Anorganische Chemie. Walter de Gruyter, 2011, ISBN 3-11-022566-2, S. 793 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
6. Chi Ma, George R. Rossman: Tistarite, Ti₂O₃, a new refractory mineral from the Allende meteorite. In: American Mineralogist. Band 94, S. 841–844 (englisch, rruff.info [PDF; 530 kB; abgerufen am 14. Februar 2022]).
7. Chi Ma, John R. Beckett: Kaitianite, Ti³⁺₂Ti⁴⁺O₅, a new titanium oxide mineral from Allende. In: Meteoritics & Planetary Science. Band 56, Nr. 1, 2021, S. 96–107, doi:10.1111/maps.13576 (englisch).
8. Die Nummerierung dieser Achsenstellung entspricht nicht der Reihenfolge der International Tables for Crystallography, da diese dort nicht aufgeführt wird.