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氧化态+4在钛化学中占据主导地位，但氧化态+3的化合物也很常见。由于这种高氧化态，许多钛化合物中的共价键非常密集。
星光蓝宝石和红宝石的星光闪耀来自它们所含的二氧化钛杂质。钛酸盐是一种以二氧化钛为原料的化合物。钛酸钡具有压电性，因此可用于制作声光转换器。醇与四氯化钛反应生成钛酯，可用于制造防水纤维。
氮化钛（TiN）的硬度相当于蓝宝石和金刚砂（莫氏硬度为9.0），因此可用作钻头等各种切削工具的涂层。其其他应用包括用于装饰的金色涂料和半导体器件制造中铜线界面处的扩散阻挡层。
四氯化钛（Titanium chloride (IV), TiCl4）是一种无色液体，是二氧化钛颜料制造过程中的中间体。作为一种路易斯酸，四氯化钛广泛用于有机化学反应，如 Mukoyama 醛醇反应。钛有另一种氧化数较低的氯化物，三氯化钛（三氯化钛，TiCl3），用作还原剂。
二氯化钛是一种重要的碳碳键形成催化剂。异丙醇钛用于 Sharpless 不对称环氧化反应。其他化合物还包括溴化钛（用于冶金、超级合金、高温线材和涂层）和碳化钛（用于高温切削工具和涂层）。
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