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ELM Élément n° 22 sur 118

Titane (Ti)

Le titane est abondant dans la croûte terrestre, mais on le rencontre surtout combiné à d’autres éléments, notamment dans l’ilménite et le rutile. Ses alliages résistent à la corrosion tout en restant relativement légers, tandis que son oxyde est surtout connu comme pigment blanc.

Par Claire Delmas · Mis à jour le

Fiche d’identité du titane

Numéro atomique (Z)
22
Symbole
Ti
Masse atomique
47,867 u
Masse molaire
47,867 g/mol
Famille
Métaux de transition
Période · groupe · bloc
4 · 4 · d
Configuration électronique
[Ar] 4s² 3d²
État à 20 °C
solide
Température de fusion
1 667,85 °C (1 941 K)
Température d’ébullition
3 286,85 °C (3 560 K)
Masse volumique
4,5 g/cm³
Électronégativité (Pauling)
1,54
Rayon atomique (van der Waals)
187 pm
1re énergie d’ionisation
6,828 eV
Affinité électronique
0,079 eV
États d’oxydation
+4, +3, +2
Découverte
1791, par Friedrich Wöhler
Nom tiré de
Titan
Abondance dans la croûte terrestre
5 650 mg/kg
Abondance dans l’eau de mer
0,001 mg/L
Numéro CAS
7440-32-6
Titane : période 4, groupe 4, famille des métaux de transition.
Ti
Électrons par couche : 2 · 8 · 10 · 2

Le titane est un métal de transition de symbole Ti. Son numéro atomique, 22, signifie que chaque atome neutre possède 22 protons et 22 électrons. Sa masse atomique standard est de 47,867 u. Dans le groupe des métaux de transition, il se situe en période 4 et en groupe 4, avec le vanadium et le chrome parmi ses voisins. Cette place accompagne une chimie où l’état d’oxydation +4 est particulièrement courant, notamment dans le dioxyde de titane, TiO₂.

Où trouve-t-on le titane et comment l’obtient-on ?

La croûte terrestre contient du titane, mais l’élément est rarement présent sous forme de métal pur. Il se trouve surtout dans des minéraux : l’ilménite, un oxyde de fer et de titane, et le rutile, constitué principalement de TiO₂. Selon L’Élémentarium, l’ilménite est le principal minerai exploité ; le rutile est plus riche en dioxyde de titane, mais plus rare.

L’extraction du minerai ne donne donc pas directement du titane métallique. Le traitement sépare et concentre les matières utiles, puis des étapes chimiques permettent d’obtenir soit du dioxyde de titane, soit un produit intermédiaire destiné à la fabrication du métal. Le procédé Kroll est une méthode industrielle courante pour produire le titane métallique : un composé chloré du titane est réduit par le magnésium. L’obtention du métal exige plusieurs opérations, ce qui contribue à limiter son emploi lorsque des matériaux moins coûteux conviennent.

Pourquoi le titane sert-il dans les alliages ?

Le titane pur et ses alliages associent une masse volumique relativement faible, une bonne résistance mécanique et une résistance élevée à la corrosion. Les alliages sont des matériaux obtenus en mélangeant le titane avec d’autres éléments, par exemple l’aluminium ou le molybdène, afin d’ajuster leurs propriétés. Le laboratoire national de Los Alamos décrit leur emploi dans l’aéronautique et les missiles, où la légèreté et la tenue mécanique comptent particulièrement.

On utilise aussi le métal dans des équipements exposés à l’eau de mer, car il résiste bien à la corrosion dans cet environnement. Certains implants médicaux, comme des prothèses ou des fixations osseuses, sont fabriqués en titane ou en alliages de titane. Leur usage s’explique notamment par la compatibilité de certains de ces matériaux avec le corps, mais cette propriété dépend du matériau et de son application précise : elle ne signifie pas que toute forme de titane convient à tout usage médical.

Pourquoi le dioxyde de titane est-il si répandu ?

Le dioxyde de titane, TiO₂, est un composé du titane et de l’oxygène, distinct du métal. Il constitue le principal débouché du titane : sous forme de poudre, il fournit un pigment blanc au fort pouvoir couvrant, employé notamment dans les peintures. L’Élémentarium indique que la fabrication de TiO₂ pigmentaire mobilise la majeure partie des minerais titanifères exploités.

Cette distinction compte pour comprendre les usages et les risques : les propriétés du métal, d’un alliage et d’une poudre de TiO₂ ne sont pas interchangeables. Pour les risques professionnels associés à ce composé, l’INRS présente des données spécifiques à ses formes et conditions d’exposition, en particulier l’inhalation de poussières. Parler du « titane » sans préciser la forme chimique peut donc prêter à confusion.

Isotopes naturels du titane

IsotopeMasse (u)Abondance naturelleStabilité
⁴⁶Ti45,95262772(35)8,25 %stable
⁴⁷Ti46,95175879(38)7,44 %stable
⁴⁸Ti47,94794198(38)73,72 %stable
⁴⁹Ti48,94786568(39)5,41 %stable
⁵⁰Ti49,94478689(39)5,18 %stable

35 isotopes du titane sont connus, dont 5 stables. Données : NIST et AMDC (AIEA), via PubChem.

Questions fréquentes

Quelle est la masse molaire du titane ?

La masse molaire du titane est de 47,867 g/mol, d’après la masse atomique standard de 47,867 u retenue par l’IUPAC (CIAAW). Une mole d’atomes de titane pèse donc environ 47,867 grammes.

Quel est le numéro atomique du titane ?

Le numéro atomique du titane est 22 : son noyau compte 22 protons, et l’atome neutre autant d’électrons. Son symbole chimique est Ti.

Quelle est la configuration électronique du titane ?

La configuration électronique du titane est [Ar] 4s² 3d², soit 2, 8, 10, 2 électrons répartis de la première à la dernière couche. Le titane appartient au bloc d du tableau périodique.

Le titane est-il plus léger que l’acier ?

À volume égal, le titane est moins dense que l’acier, mais les valeurs varient selon la composition exacte des alliages comparés. Son intérêt tient à l’association d’une masse relativement faible, d’une bonne résistance mécanique et d’une résistance à la corrosion, notamment dans des applications où ces propriétés doivent être réunies.

Le titane est-il naturellement présent sous forme métallique ?

Dans les minerais exploités, le titane est principalement combiné à l’oxygène et parfois au fer, comme dans le rutile et l’ilménite. Le métal utilisé dans les pièces industrielles est obtenu par traitement chimique du minerai ; il ne suffit donc pas de fondre directement la roche pour récupérer du titane pur.

Le titane et le dioxyde de titane sont-ils la même matière ?

Non. Le titane est un élément chimique métallique, de symbole Ti. Le dioxyde de titane, de formule TiO₂, est un composé formé de titane et d’oxygène, qui possède des propriétés et des usages différents. Le premier est utilisé notamment dans les alliages ; le second sert surtout de pigment blanc.

Sources des données

Valeurs relevées le 3 octobre 2026. Températures et masses volumiques à pression atmosphérique ; une valeur « non mesuré » n’est pas connue expérimentalement.