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氧化態(tài)+4在鈦化學(xué)中占據(jù)主導(dǎo)地位，但氧化態(tài)+3的化合物也很常見。由于這種高氧化態(tài)，許多鈦化合物中的共價(jià)鍵非常密集。
星光藍(lán)寶石和紅寶石的星光閃耀來(lái)自它們所含的二氧化鈦雜質(zhì)。鈦酸鹽是一種以二氧化鈦為原料的化合物。鈦酸鋇具有壓電性，因此可用于制作聲光轉(zhuǎn)換器。醇與四氯化鈦反應(yīng)生成鈦酯，可用于制造防水纖維。
氮化鈦（TiN）的硬度相當(dāng)于藍(lán)寶石和金剛砂（莫氏硬度為9.0），因此可用作鉆頭等各種切削工具的涂層。其其他應(yīng)用包括用于裝飾的金色涂料和半導(dǎo)體器件制造中銅線界面處的擴(kuò)散阻擋層。
四氯化鈦（Titanium chloride (IV), TiCl4）是一種無(wú)色液體，是二氧化鈦顏料制造過(guò)程中的中間體。作為一種路易斯酸，四氯化鈦廣泛用于有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，如 Mukoyama 醛醇反應(yīng)。鈦有另一種氧化數(shù)較低的氯化物，三氯化鈦（三氯化鈦，TiCl3），用作還原劑。
二氯化鈦是一種重要的碳碳鍵形成催化劑。異丙醇鈦用于 Sharpless 不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)。其他化合物還包括溴化鈦（用于冶金、超級(jí)合金、高溫線材和涂層）和碳化鈦（用于高溫切削工具和涂層）。
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