Technécium

Technécium
←  Molibdén | Ruténium  →
43 Mn ↑ Tc ↓ Újra 43 Tc
Egy egyszerű anyag megjelenése
Az elemi technécium mintái
Az atom tulajdonságai
Név, szimbólum, szám	Technécium / Technécium (Tc), 43
Csoport , időszak , blokk	7 (elavult 7), 5, d-elem
Atomtömeg ( moláris tömeg )	97,9072  a. e.m.  ( g / mol )
Elektronikus konfiguráció	[Kr] 4d 5 5s 2
Atom sugara	136 óra
Kémiai tulajdonságok
kovalens sugár	127  óra
Ion sugara	(+7e)56  óra
Elektronegativitás	1,9 (Pauling skála)
Elektróda potenciál	0
Oxidációs állapotok	−1, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7
Ionizációs energia (első elektron)	702,2 (7,28)  kJ / mol  ( eV )
Egy egyszerű anyag termodinamikai tulajdonságai
Sűrűség ( n.a. )	11,5 [1]  g/cm³
Olvadási hőmérséklet	2430 K (2157 °C, 3915 °F) [1]
Forráshőmérséklet	4538 K (4265 °C (7709 °F) [1]
Oud. fúzió hője	23,8 kJ/mol
Oud. párolgási hő	585 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	24 J/(K mol)
Moláris térfogat	8,5  cm³ / mol
Egy egyszerű anyag kristályrácsa
Rácsszerkezet	Hatszögletű
Rács paraméterei	a=2,737 c=4,391  Å
c / arány _	1.602
Debye hőmérséklet	453 ezer  _
Egyéb jellemzők
Hővezető	(300 K) 50,6 W/(m K)
CAS szám	7440-26-8

A technécium ( vegyjele  - Tc , lat.  Technécium ) a 7. csoport kémiai eleme (az elavult besorolás szerint  - a hetedik, VIIB csoport mellékalcsoportja), a D. I. kémiai elemei periodikus rendszerének ötödik periódusa . Mengyelejev 43 - as rendszámmal .

A technécium egyszerű  anyag egy ezüstszürke radioaktív átmenetifém . A legkönnyebb elem stabil izotópok nélkül . [2] [3] A szintetizált kémiai elemek közül az első .

A természetben előforduló technéciumot csak körülbelül 18 000 tonna találhatták meg bármikor a földkéregben a nukleáris kor kezdete előtt. A természetes technécium az uránérc és a tóriumérc spontán hasadási terméke, vagy a molibdénércek neutronbefogásának terméke. A leggyakoribb természetes izotóp a 99 Tc. A földi technécium többi részét szintetikus úton állítják elő az urán-235 és más hasadó atommagok hasadási termékeként minden típusú (erőművi, katonai, kutatási, meghajtó stb.) atomreaktorban, valamint a kiégett nukleáris fűtőelemek feldolgozása esetén , nukleáris üzemanyag-rudakból nyerik ki. Vagy feldolgozás hiányában 2 millió évig vagy tovább biztosítja a maradék radioaktivitásukat.

Történelem

43. keresőelem

Az 1860-as évektől 1871-ig a periódusos rendszer korai formái, amelyeket Dmitrij Mengyelejev javasolt, hézagot tartalmaztak a molibdén (42. elem) és a ruténium (44. elem) között. 1871-ben Mengyelejev megjósolta, hogy ez a hiányzó elem kitölti a mangán alatti üres teret, és hasonló kémiai tulajdonságokkal rendelkezik. Mengyelejev az "ecamarganese" elnevezést adta neki, mivel a megjósolt elem egy hellyel alacsonyabb volt, mint az ismert mangán [4] . Sok korai kutató a periódusos rendszer közzététele előtt és után igyekezett elsőként felfedezni és megnevezni a hiányzó elemet.

Walter Noddack , Otto Berg és Ida Takke német kémikusok 1925-ben számoltak be a 75-ös és 43-as elem felfedezéséről, és a 43-as elemet Masurium-nak nevezték el ( Masuria után Kelet-Poroszországban, jelenleg Lengyelországban, abban a régióban, ahol Walter Noddack családja született) [5] . A csapat elektronsugárral bombázta a kolumbitot, és röntgenemissziós spektrogramok tanulmányozásával meghatározta a 43-as elem jelenlétét [6] . A kibocsátott röntgensugarak hullámhosszát Henry Moseley 1913-ban levezetett képletével viszonyítják az atomszámhoz. A csapat azt állította, hogy gyenge röntgenjelet észlelt a 43-as elem által keltett hullámhosszon. A későbbi kísérletezők nem tudták megismételni a felfedezést, és sok éven át elvetették, mint hibás [7] [8] . 1933-ban azonban a 43. elem felfedezéséről szóló cikksorozatban az elemet masuriumnak nevezték [9] . Még mindig vita tárgyát képezi, hogy Noddack csapata valóban felfedezte-e a 43-as elemet 1925-ben [10] .

A magfizika fejlődésével világossá vált, hogy miért nem található meg a technécium a természetben: a Mattauch-Shchukarev szabálynak megfelelően ennek az elemnek nincsenek stabil izotópjai. A technéciumot az Országos Laboratóriumban a gyorsító- ciklotronnal deutériummagokkal besugárzott molibdén célpontból állítottuk elő . Lawrence- et az USA -beli Berkeley -ben , majd az olaszországi Palermóban fedezték fel : 1937. június 13- án keltezték C. Perrier és E. Segre olasz kutatók feljegyzését a Nature folyóiratban , amely azt jelzi, hogy ez a célpont tartalmaz 43-as rendszámú elem [11] . Az új elem "technécium" elnevezését a felfedezők 1947 -ben javasolták [12] [13] . 1947- ig a D. I. Mengyelejev által javasolt „ eka-mangán ” elnevezés (vagyis „a mangánhoz hasonló”) mellett a „ masurium ” (lat. Masurium, megnevezése - Ma) nevet is használták [14] .

1952 -ben Paul Merrill a technéciumnak (pontosabban a 98 Tc izotópnak [15] ) megfelelő abszorpciós vonalakat (403,1 nm , 423,8 nm, 426,2 nm és 429,7 nm) fedezett fel egyes csillagok S-típusú spektrumában . különösen a chi Cygnus , AA Cygnus , R Andromeda , R Hydra , omicron Ceti és különösen intenzív vonalak - az R Gemini csillagban [16] , ez azt jelentette, hogy a technécium jelen van a légkörükben , és bizonyíték volt arra, hogy mi történik magszintézis csillagai [17] , ma az ilyen csillagokat technéciumcsillagoknak nevezik .

A név eredete

Más görögből . τεχνητός  – mesterséges, egy elem szintézis útján történő úttörő felfedezését tükrözi.

A természetben lenni

A Földön nyomokban uránércekben fordul elő , 5⋅10-10 g /1 kg urán, az urán-238 spontán hasadásának termékeként.

A spektroszkópiai módszerek feltárták a technécium tartalmát egyes csillagok - vörös óriások ( technéciumcsillagok ) spektrumában.

Fizikai és kémiai tulajdonságok

A technécium atom teljes elektronikus konfigurációja: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 5 5s 2

A technécium egy radioaktív átmenetifém . Kompakt formájában ezüstszürke fém , hatszögletű ráccsal ( a = 2,737 Å, c = 4,391 Å), míg a nanodiszperz fém nagydiszperzitású hordozón történő redukció során [ 18] vagy a fóliára történő elektrolitikus lerakódás során keletkezik. felületén van egy köbös rács [19] (a = 3,7 – 3,9 Å) [1] . A nanodiszperz technécium Tc-99 NMR-spektrumában nincs abszorpciós sávhasadás, míg a hatszögletű ömlesztett technécium Tc-99-NMR-spektruma 9 műholdra oszlik [2] . Az atomi technécium jellegzetes emissziós vonalai 363,3 nm, 403,1 nm, 426,2 nm, 429,7 nm és 485,3 nm hullámhosszon [20] . Kémiai tulajdonságait tekintve a technécium közel áll a mangánhoz és a réniumhoz , vegyületekben kilenc egész számú oxidációs fokozatot mutat –1 és +7 között, és 5 frakcionált (például 2,5 [3] , 1,81, 1,67, 1,625, 1,5 [4] ), amelyek a technécium klasztervegyületeire jellemzőek (fém-fém atomok szocializált rendszerével, mégis más ligandumokkal kapcsolatban állnak. Oxigénnel kölcsönhatásba lépve Tc 2 O 7 és TcO 2 oxidokat képez , klórral és fluorral  - halogenidek TcX 6 , TcX 5 , TcX 4 , kénnel  a TcS 2 és [Tc 3 (μ3-S)(μ2-S 2 ) 3 (S 2 )(3n −1)/n) ] n Tc 2 S 7 szulfidok tiszta formájában nem létezik. A technécium koordinációs és szerves elemvegyületek alkotóeleme . Egy feszültségsorozatban a technécium a hidrogéntől jobbra van , a réz és a ruténium között [6] . Nem lép reakcióba sósavval, de könnyen oldódik salétromsavban és kénsavban .

Getting

A technéciumot radioaktív hulladékból nyerik kémiai módszerrel; izolálására kémiai eljárásokat alkalmaznak sok munkaigényes művelettel, nagy mennyiségű reagenssel és hulladékkal. Oroszországban az első technéciumot Anna Fedorovna Kuzina munkáiban szerezték meg a Majak Produkciós Egyesület munkásaival együtt [21] . A technécium kezelésének fő trendjeit a [7] 26. o. tartalmazza.

A 232 Th , 233 U , 238 U , 239 Pu nuklidok hasadása során az urán-235 mellett technécium is keletkezik . A Földön egy évig működő összes reaktorban a teljes felhalmozás több mint 10 tonna [22] .

Izotópok

Néhány technécium-izotóp radioaktív tulajdonságai [23] :

Alkalmazás

A nukleáris medicinában széles körben használják az agy, a szív, a pajzsmirigy, a tüdő, a máj, az epehólyag, a vesék, a vázcsontok, a vér vizsgálatára, valamint daganatok diagnosztizálására [24] .

A pertechnetátok (a techneticsav HTcO 4 sói ) korróziógátló tulajdonságokkal rendelkeznek, mivel a TcO 4 − ion a MnO 4 − és ReO 4 − ionokkal ellentétben a leghatékonyabb korróziógátló vas és acél esetében.

A technécium forrásként használható ruténium előállítására, ha a kiégett nukleáris fűtőanyagtól való leválasztás után nukleáris transzmutációnak vetik alá [Russian Journal of Inorganic Chemistry, Vol. 47. sz. 5, 2002, pp. 637-642]. [25]

Biológiai szerep

Mint a Földön gyakorlatilag hiányzó elem, a technécium nem játszik természetes biológiai szerepet.

Kémiai szempontból a technécium és vegyületei alacsony toxicitásúak. A technécium veszélyét radiotoxicitása okozza .

A technécium különbözőképpen oszlik el, amikor a szervezetbe kerül, attól függően, hogy milyen kémiai formában kerül beadásra. Lehetőség van technéciumot egy adott szervbe juttatni speciális radiofarmakon segítségével. Ez az alapja a legszélesebb körű alkalmazásának a sugárdiagnosztikában - a nukleáris medicinában.

A technécium legegyszerűbb formája, a pertechnetát beadáskor szinte minden szervbe bejut, de főként a gyomorban és a pajzsmirigyben marad vissza. A 0,000001 R /( h ·mg) dózisig terjedő lágy β-sugárzás miatti szervkárosodást soha nem figyelték meg.

Technéciummal végzett munka során β-sugárzás elleni védelemmel ellátott füstelszívókat vagy zárt dobozokat használnak.

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 Technécium : fizikai tulajdonságok  . WebElements. Letöltve: 2013. augusztus 16. Az eredetiből archiválva : 2013. július 26.
2. ↑ K.E. Hermann. [200 ezer évvel ezelőtt. Miben rejlik a technécium egyedisége, és miért olyan fontos a nukleáris medicina és az atomenergia számára? 200 000 évre előre. Mi az egyedülálló a technéciumban, és miért olyan fontos a nukleáris medicina és a nukleáris energia számára]  (orosz)  // Bulletin of ROSATOM: folyóirat. - 2019. - június 10. ( 5. köt. 5. szám ) . - S. 26-39 .
3. ↑ német. 200 000 évre előre. szöveg  (orosz)  ? . kutatókapu . ROSATOM (2019). Letöltve: 2021. augusztus 28. Az eredetiből archiválva : 2021. augusztus 28..  (határozatlan)
4. ↑ János; Pauwels, E. K. (1996). "Technécium, a hiányzó elem". European Journal of Nuclear Medicine . 23 (3): 336-44. DOI : 10.1007/BF00837634 . PMID  8599967 .
5. ↑ van der Krogt, P. Technetium . Elentymolgy and Elements Multidict . Letöltve: 2009. május 5. Az eredetiből archiválva : 2010. január 23.. (határozatlan)
6. ↑ Emsley, J. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements . - Oxford, Anglia, Egyesült Királyság: Oxford University Press, 2001. - P. 423. - ISBN 978-0-19-850340-8 . Archiválva : 2019. december 26. a Wayback Machine -nél
7. ↑ Armstrong, JT (2003). Technécium . Vegyészeti és mérnöki hírek . 81 (36): 110. doi : 10.1021/ cen- v081n036.p110 . Archiválva az eredetiből, ekkor: 2008-10-06 . Letöltve: 2009-11-11 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó )
8. ↑ Nies, K.A. Ida Tacke és a hadviselés a hasadás felfedezése mögött  (2001). Az eredetiből archiválva : 2009. augusztus 9. Letöltve: 2022. február 9.
9. ↑ Hetek, ME (1933). „Az elemek felfedezése. XX. Nemrég felfedezett elemek. Journal of Chemical Education . 10 (3): 161-170. Bibcode : 1933JChEd..10..161W . DOI : 10.1021/ed010p161 .
10. ↑ Zingales, R. (2005). "A Masuriumtól a Trinacriumig: A 43. elem zaklatott története". Journal of Chemical Education . 82 (2): 221-227. Bibcode : 2005JChEd..82..221Z . DOI : 10.1021/ed082p221 .
11. ↑ Perrier C., Segrè E. A 43. elem radioaktív izotópjai   // Természet . - 1937. - 1. évf. 140 . - P. 193-194 . - doi : 10.1038/140193b0 .
12. ↑ Trifonov D.N. A 43-as elemtől az antiprotonig  // Kémia. - 2005. - 19. sz . Archiválva az eredetiből 2014. április 7-én.
13. ↑ Perrier C., Segrè E. Technetium: The Element of Atomic Number 43   // Természet . - 1947. - 1. évf. 159. sz . 4027 . — 24. o . - doi : 10.1038/159024a0 . — . — PMID 20279068 .
14. ↑ Kémia // 1941 . Naptári kézikönyv / Összeáll. E. Liechtenstein. - M . : OGIZ - Állami társadalmi-gazdasági kiadó , 1941. - S. 299-303 .
15. ↑ Shaviv G. Az elemek szintézise: A nukleoszintézis asztrofizikai kutatása és mit árulhat el nekünk az  univerzumról . - Springer , 2012. - P. 266. Archiválva : 2015. április 6. a Wayback Machine -nél
16. ↑ Paul W. Merrill. Spectroscopic Observations of Stars of S Class  (angol)  // The Astrophysical Journal  : folyóirat. - IOP Publishing , 1952. - Vol. 116 . - P. 21-26 . - doi : 10.1086/145589 . - . Archiválva az eredetiből 2014. április 7-én.
17. ↑ Technécium // Egy fiatal kémikus enciklopédikus szótára . 2. kiadás / Összeg. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M . : Pedagógia , 1990. - S. 241-242 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
18. ↑ Tarasov alelnök, Yu. B. Muravlev, K. E. German és N. N. Popova. Támogatott technécium nanorészecskék 99Tc NMR  (angol)  // Doklady Physical Chemistry : cikk. - 2001. - március 15. ( 377. köt . , 3. sz.). - 71-76 . o . Archiválva az eredetiből 2022. január 23-án.
19. ↑ VVKuznyecov, MAVolkov, KEGerman, EAFilatova, OABelyakov, ALTrigub. Pertechnetát ionok elektroredukciója koncentrált acetát oldatokban  (angol)  // Journal of Electroanalytical Chemistry : cikk. - 2020. - július 15. ( 869. köt. ). Archiválva az eredetiből 2022. január 23-án.
20. ↑ Lide, David R. "Az elemek vonalspektrumai". A C.R.C. kézikönyv. CRC sajtó. pp. 10–70 (1672). . – 2004–2005. — ISBN 978-0-8493-0595-5 ..
21. ↑ (PDF) A Technécium és Rhenium 10. Nemzetközi Szimpózium – Tudomány és Hasznosítás, 2018. október 3-6. – anyaga és válogatott előadásai – Moszkva – Oroszország, Szerk.: K. German, X. Gaona, M. Ozawa, Ya. Obruchnikova, E. Johnstone, A. Maruk, M. Chotkowski, I. Troshkina, A. Safonov. Moszkva: Granica Kiadó, 2018, 525 p. ISBN  978-5-9933-0132-7 . kutatókapu. Letöltve: 2019. január 21. Az eredetiből archiválva : 2021. december 9.
22. ↑ Troshkina I. D., Ozawa M., német K. E. A technécium kémia fejlesztése // fejezet a "Ritka elemek a nukleáris üzemanyag ciklusában" gyűjtemény 39-54. Moszkva, Kiadó RKhTU im. D. I. Mengyelejev
23. ↑ NuDat 2.8 . Nemzeti Nukleáris Adatközpont. Letöltve: 2020. december 7. Az eredetiből archiválva : 2020. november 27. (határozatlan)
24. ↑ I. A. Leenson. Technécium: újdonságok. „Kémia és élet – XXI. század”, 2008, 12. sz
25. ↑ VF Peretrukhin, SI Rovnyi, VV Ershov, KE German és AA Kozar. Technécium fém előkészítése ruténiummá transzmutációhoz  (angol)  ? . researchgate.net . MAIK (2002. május). Letöltve: 2021. május 27. Az eredetiből archiválva : 2022. január 15.  (határozatlan)

Linkek

• Technécium a Kémiai Elemek Népszerű Könyvtárában
• Egy orosz vegyészcsoport hatékony elektrokémiai módszert fejlesztett ki a technécium szintézisére // RT , 2020. július 30.

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy katalán Nagy norvég Nagy orosz Nagy Szovjet (1 kiadás) a világ körül Britannica (online) Brockhaus Treccani Universalis
Bibliográfiai katalógusokban	BNF : 121508612 GND : 4184557-2 J9U : 987007563196105171 LCCN : sh85133086 NDL : 00572811