酸化チタン(II)

酸化[チタン]：特異な性質と用途を持つチタン酸化物

酸化[チタン]は、[化学式]]TiOで表されるチタンの酸化物です。チタン]と二酸化[チタン]を1500℃以上の高温で反応させることで生成されます。この反応は、以下の[[化学式で表すことができます。

Ti + TiO₂ → 2TiO

酸化[チタン]は、不定比化合物として知られており、組成はTiO₀.₇～TiO₁.₃の範囲で変化します。これは、結晶格子中のチタン原子と酸素原子の空孔の存在に起因しています。純粋なTiO（TiとOの比率が1:1）の場合、チタンと酸素のそれぞれ約15％が空孔となっています。

入念な熱処理（焼きなまし）を行うことで、空孔が規則的に配列した結晶構造が得られる場合があります。この構造は、5個のTiOユニットからなる単位胞を持つ単斜晶系結晶であり、低抵抗率を示すことが知られています。また、チタン原子が三角柱状に配位した高温型構造も存在します。

酸化[チタン]は、酸性水溶液中では比較的不安定で、容易に分解して水素ガスを発生します。この反応は以下の通りです。

2Ti²⁺(aq) + 2H⁺(aq) → 2Ti³⁺(aq) + H₂(g)

酸化[チタン]の用途としては、主に二酸化チタン膜の製造における中間材料として利用されます。また、エレクトロクロミズム材料としても注目されており、光の照射によって透過率が変化する性質を利用したデバイスへの応用が期待されています。

さらに、近年では、酸化[チタン]が低温星（[スペクトル分類]]M型）の大気中に存在することが確認され、2017年には初めて太陽系外惑星大気中での検出が報告されました。これは、酸化チタン]の気体状態が、低温星のスペクトルに特有の吸収線を発生させるためです。この発見は、[[太陽系外惑星の組成や大気状態を理解する上で重要な知見となります。

酸化[チタン]は、その特異な結晶構造、酸溶液中での反応性、そして宇宙における存在など、多様な性質を持つ物質です。これらの性質を活かした更なる応用研究が期待されます。今後の研究により、その潜在的な可能性が更に明らかになるでしょう。

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