1. 氧化物

钛最重要的氧化物是二氧化钛(TiO₂，白色)。其他氧化物的颜色都比较深，如Ti₃O₅(蓝黑色)、Ti₂O₃(深紫色)、TiO(青铜色)等。

自然界中，TiO₂有金红石、锐钛矿、板钛矿三种晶形，其中最常见、热稳定性最高的是金红石(熔点超过1800℃)。TiO₂具有高折射率，主要用于油漆涂料(作为颜料)和纸张表面处理(易着色)，也用于塑料添加剂等。

纯净的二氧化钛又称钛白粉，不溶于水，也不溶于稀酸，但能缓慢地溶解在氢氟酸和热的浓硫酸中。

从溶液中析出的是白色的TiOSO₄·H₂O而不是Ti(SO₄)₂。

TiO₂不溶于碱性溶液，但能与熔融的碱作用生成偏钛酸盐，表明其是两性氧化物。

2KOH+TiO₂=K₂TiO₃+H₂O

ZrO₂的化学活性低，热膨胀系数也很小，但熔点非常高(2980K)，是极好的耐火材料。

2. 钛酸、偏钛酸及其盐

二氧化钛的水合物TiO₂·nH₂O也常写成H₂TiO₃(偏钛酸)或Ti(OH)₄(钛酸)。将TiO₂与浓H₂SO₄作用所得的溶液加热、煮沸，得到不溶于酸、碱的水合二氧化钛(β型钛酸)。当把碱加入新制备的酸性钛盐溶液时，所得的水合二氧化钛则称为a型钛酸。a型钛酸比β型钛酸的活性大，既能溶于稀酸，也能溶于浓碱，具有两性。它溶于浓NaOH溶液，得到钛酸钠水合物(Na₂TiO₃·nH₂O)结晶。

将二氧化钛与碳酸钡一起熔融(加入氯化钡或碳酸钠作助熔剂)得偏钛酸钡。

TiO₂+BaCO₃=BaTiO₃+CO₂↑

BaTiO₃具有高的介电常数和显著的“压电性能”(受机械压力后产生电势差)。

3. 盐类

Ti(IV)盐最显著的性质是其溶液与H₂O₂反应生成特征的橘黄色[TiO(H₂O₂)]²⁺。这个反应可用于Ti(Ⅳ)或H₂O₂的比色分析。Ti(Ⅳ)盐在强酸性溶液中生成[Ti(O₂)OH(H₂O)₄]⁺而显红色，其中的过氧基是一个双基配体。

钛的四种卤化物都比较稳定。TiF4为白色固体(熔点284℃)，TiCl₄为无色液体(熔点-24℃)，TiBr₄为橙色固体(熔点38℃)，Til₄为浅棕色固体(熔点155℃)。

钛的最重要卤化物是TiCl₄，是制备一系列钛化合物和金属钛的原料，也用于有机化合物合成的催化剂。TiCl₄极易水解，若暴露在空气中会冒白烟。

TiCl₄+2H₂O=TiO₂+4HCl

TiCl₄在浓盐酸中生成H₂[TiC1₆]，这种酸只能存在于溶液中，加入NH₄⁺，则析出黄色的(NH₄)₂[TiCl₆]晶体。

工业上通过TiO₃与碳、氯气共热来制备TiCl₄，高温下用COCl₂、SOCl₂、CHCl₃或CCl₄等氯化TiO₂来制备TiCl4。钛的其他卤化物则通过TiCl₄与相应的卤化氢发生置换反应来制备。

三氯化钛TiCl₃可由金属钛溶于盐酸制得，也可以由金属锌或高温下由H₂还原TiCl₄制得。

TiCl₃水溶液为紫红色，TiCl₃·6H₂O晶体有两种异构体，紫色的[Ti(H₂O)₆]CI₃和绿色的[Ti(H₂O)₄Cl₂]C1·2H₂O。(NH₄)₃TiF₆为紫红色。

TiF3固体常温下磁矩为1.752uβ其他TiX₃的磁矩都很低，说明有明显的Ti-Ti成键，使物质的磁矩降低。Ti³⁺能成矾，如生成CsTi(SO₄)₂等。

无水Ti(NO₃)₄为白色固体，熔点(58℃)低，真空中易升华，极易水解，不能从溶液中得到。TiOSO₄·H₂O中有(TiO)_n^2n-折线形长链结构(O-Ti-O-Ti-)。

锆和铪的四卤化物(ZrX₄和HfX₄)均为白色固体。锆能生成水合盐Zr(NO₃)4·5H₂O、Zr(SO₄)₂·4H₂O，说明Zr⁴⁺极化能力比Ti⁴⁺差得多。

文章来源：《无机化学核心教程（第二版）》

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