Tehnețiu

Tehnețiu
←  Molibden | Ruteniu  →
43 Mn ↑ Tc ↓ Re 43 Tc
Aspectul unei substanțe simple
Probe de tehnețiu elementar
Proprietățile atomului
Nume, simbol, număr	Tehnețiu / Tehnețiu (Tc), 43
Grup , punct , bloc	7 (învechit 7), 5, element d
Masa atomica ( masa molara )	97,9072  a. e. m.  ( g / mol )
Configuratie electronica	[Kr] 4d 5 5s 2
Raza atomului	ora 136
Proprietăți chimice
raza covalentă	ora 127
Raza ionică	(+7e)56  pm
Electronegativitatea	1,9 (scara Pauling)
Potențialul electrodului	0
Stări de oxidare	−1, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7
Energia de ionizare (primul electron)	702,2 (7,28)  kJ / mol  ( eV )
Proprietățile termodinamice ale unei substanțe simple
Densitate (la n.a. )	11,5 [1]  g/cm³
Temperatură de topire	2430K (2157°C, 3915°F) [1]
Temperatura de fierbere	4538K (4265°C (7709°F) [1]
Oud. căldură de fuziune	23,8 kJ/mol
Oud. căldură de evaporare	585 kJ/mol
Capacitate de căldură molară	24 J/(K mol)
Volumul molar	8,5  cm³ / mol
Rețeaua cristalină a unei substanțe simple
Structura de zăbrele	Hexagonal
Parametrii rețelei	a=2,737 c=4,391  Å
raport c / a	1.602
Debye temperatura	453K  _
Alte caracteristici
Conductivitate termică	(300 K) 50,6 W/(m K)
numar CAS	7440-26-8

Tehnețiul ( simbol chimic  - Tc , din lat.  Technețiu ) este un element chimic din grupa a 7-a (conform clasificării învechite  - un subgrup lateral al celui de-al șaptelea grup, VIIB), a cincea perioadă a sistemului periodic de elemente chimice din D. I. Mendeleev , cu număr atomic 43.

Substanța simplă tehnețiul  este un metal de tranziție radioactiv de culoare gri argintiu . Cel mai ușor element fără izotopi stabili . [2] [3] Primul dintre elementele chimice sintetizate .

Doar aproximativ 18.000 de tone de tehnețiu natural ar fi putut fi găsite la un moment dat în scoarța terestră înainte de debutul erei nucleare. Tehnețiul natural este un produs de fisiune spontană al minereului de uraniu și al minereului de toriu sau un produs al captării neutronilor în minereurile de molibden. Cel mai comun izotop natural este 99 Tc. Restul tehnețiului de pe Pământ este produs sintetic ca produs de fisiune al uraniului-235 și al altor nuclee fisionabile în reactoare nucleare de toate tipurile (putere, militare, de cercetare, propulsie etc.) și, în cazul prelucrării combustibilului nuclear uzat , este extras din barele de combustibil nuclear. Sau, în absența prelucrării, asigură radioactivitatea lor reziduală timp de 2 milioane de ani sau mai mult.

Istorie

Găsirea elementului 43

Din anii 1860 până în 1871, formele timpurii ale tabelului periodic propuse de Dmitri Mendeleev au conținut un decalaj între molibden (elementul 42) și ruteniu (elementul 44). În 1871, Mendeleev a prezis că acest element lipsă va umple un spațiu gol sub mangan și va avea proprietăți chimice similare. Mendeleev i-a dat numele preliminar „ecamarganez” deoarece elementul prezis era cu un loc mai jos decât elementul cunoscut mangan [4] . Mulți cercetători timpurii, înainte și după publicarea tabelului periodic, au căutat să fie primii care au descoperit și au numit elementul lipsă.

Chimiștii germani Walter Noddack , Otto Berg și Ida Takke au raportat descoperirea elementelor 75 și 43 în 1925 și au numit elementul 43 Masurium (după Masuria din Prusia de Est, acum în Polonia, regiunea în care s-a născut familia lui Walter Noddack) [5] . Echipa a bombardat columbitul cu un fascicul de electroni și a determinat prezența elementului 43 studiind spectrogramele de emisie de raze X [6] . Lungimea de undă a razelor X emise este legată de numărul atomic printr-o formulă derivată de Henry Moseley în 1913. Echipa a susținut că a detectat un semnal slab de raze X la lungimea de undă produsă de elementul 43. Experimentatorii de mai târziu nu au putut repeta descoperirea și timp de mulți ani a fost respinsă ca fiind eronată [7] [8] . Totuși, în 1933, într-o serie de articole despre descoperirea celui de-al 43-lea element, elementul a fost numit masuriu [9] . Dacă echipa lui Noddack a descoperit de fapt elementul 43 în 1925 este încă în dezbatere [10] .

Odată cu dezvoltarea fizicii nucleare , a devenit clar de ce tehnețiul nu poate fi găsit în natură: în conformitate cu regula Mattauch-Shchukarev, acest element nu are izotopi stabili. Tehnețiul a fost sintetizat dintr-o țintă de molibden iradiată la acceleratorul- ciclotron cu nuclee de deuteriu la Laboratorul Național. Lawrence la Berkeley în SUA , iar apoi a fost descoperit la Palermo în Italia : la 13 iunie 1937, este datată o notă a cercetătorilor italieni C. Perrier și E. Segre din revista Nature , care indică faptul că această țintă conține un element cu număr atomic 43 [11] . Denumirea de „tehnețiu” pentru noul element a fost propusă de descoperitori în 1947 [12] [13] . Până în 1947, pe lângă denumirea de „ eka-mangan ” propusă de D. I. Mendeleev (adică „asemănător cu manganul”), a mai fost folosit și denumirea de „ masurium ” (lat. Masurium, denumire - Ma) [14] .

În 1952, Paul Merrill a descoperit un set de linii de absorbție (403,1 nm , 423,8 nm, 426,2 nm și 429,7 nm) corespunzătoare tehnețiului (mai precis, izotopul 98 Tc [15] ) în spectrele unor stele S -tip . în special, chi Cygnus , AA Cygnus , R Andromeda , R Hydra , omicron Ceti și mai ales linii intense - în steaua R Gemini [16] , aceasta a însemnat că tehnețiul este prezent în atmosferele lor și a fost dovada a ceea ce se întâmplă în stele ale sintezei nucleare [17] , acum astfel de stele sunt numite stele de tehnețiu .

Originea numelui

Din altă greacă. τεχνητός  - artificial, reflectând descoperirea de pionierat a unui element prin sinteză.

Fiind în natură

Pe Pământ, se găsește în urme în minereurile de uraniu , 5⋅10 -10 g la 1 kg de uraniu, ca produs al fisiunii spontane a uraniului-238.

Metodele de spectroscopie au relevat conținutul de tehnețiu în spectrele unor stele - giganți roșii ( stele de tehnețiu ).

Proprietăți fizice și chimice

Configurația electronică completă a atomului de tehnețiu este: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 5 5s 2

Tehnețiul este un metal de tranziție radioactiv . În forma sa compactă, este un metal gri-argintiu cu o rețea hexagonală ( a = 2,737 Å, c = 4,391 Å), în timp ce metalul nanodispersat s-a format în timpul reducerii pe un suport foarte dispers [18] sau în timpul depunerii electrolitice pe folie. suprafața are o rețea cubică [ 19] (a = 3,7 – 3,9 Å) [1] . În spectrul Tc-99 RMN al tehnețiului nanodispersat, nu există divizarea benzii de absorbție, în timp ce tehnețiul în vrac hexagonal are un spectru Tc-99-RMN împărțit în 9 sateliți [2] . Tehnețiul atomic are linii de emisie caracteristice la lungimi de undă de 363,3 nm, 403,1 nm, 426,2 nm, 429,7 nm și 485,3 nm [20] . În ceea ce privește proprietățile chimice, tehnețiul este aproape de mangan și reniu , în compuși prezintă nouă stări de oxidare întregi de la -1 la +7 și 5 fracționale (cum ar fi 2.5 [3] , 1.81, 1.67, 1.625, 1.5 [4] ), care sunt caracteristici compușilor cluster ai tehnețiului (cu un sistem socializat de atomi metal-metal, conectați, totuși, cu alți liganzi. Atunci când interacționează cu oxigenul , formează oxizi Tc 2 O 7 și TcO 2 , cu clor și fluor  - halogenuri TcX 6 , TcX 5 , TcX 4 , cu sulf  sunt sulfuri TcS 2 și [Tc 3 (μ3-S)(μ2-S 2 ) 3 (S 2 )(3n −1)/n) ] n Tc 2 S 7 nu există în forma sa pură. Tehnețiul este un constituent al compușilor de coordonare și organoelement . Într-o serie de tensiuni, tehnețiul se află în dreapta hidrogenului , între cupru și ruteniu [6] . Nu reacționează cu acidul clorhidric, dar se dizolvă ușor în acizii azotic și sulfuric .

Obținerea

Tehnețiul este obținut din deșeuri radioactive printr -o metodă chimică; pentru izolarea sa, procesele chimice sunt utilizate cu multe operațiuni care necesită multă muncă, o cantitate mare de reactivi și deșeuri. În Rusia, primul tehnețiu a fost obținut în lucrările Anna Fedorovna Kuzina împreună cu lucrătorii Asociației de producție Mayak [21] . Principalele tendințe în manipularea tehnețiului sunt prezentate în [7] p.26.

Pe lângă uraniu-235 , tehnețiul se formează în timpul fisiunii nuclizilor 232 Th , 233 U , 238 U , 239 Pu . Acumularea totală în toate reactoarele care funcționează pe Pământ timp de un an este mai mare de 10 tone [22] .

Izotopi

Proprietățile radioactive ale unor izotopi de tehnețiu [23] :

Aplicație

Este utilizat pe scară largă în medicina nucleară pentru a studia creierul, inima, glanda tiroidă, plămânii, ficatul, vezica biliară, rinichii, oasele scheletice, sângele, precum și pentru diagnosticarea tumorilor [24] .

Pertehnetații (sărurile acidului tehnetic HTcO 4 ) au proprietăți anticorozive, deoarece ionul TcO 4 − , spre deosebire de ionii MnO 4 − și ReO 4 − , este cel mai eficient inhibitor de coroziune pentru fier și oțel.

Tehnețiul poate fi folosit ca resursă pentru obținerea ruteniului dacă, după separarea de combustibilul nuclear uzat, este supus transmutării nucleare [Russian Journal of Anorganic Chemistry, Voi. 47, nr. 5, 2002, pp. 637-642]. [25]

Rolul biologic

Fiind un element practic absent pe Pământ, tehnețiul nu joacă niciun rol biologic natural.

Din punct de vedere chimic, tehnețiul și compușii săi au toxicitate scăzută. Pericolul tehnețiului este cauzat de radiotoxicitatea acestuia .

Tehnețiul este distribuit diferit atunci când este introdus în organism, în funcție de forma chimică în care este administrat. Este posibil să se livreze tehnețiu la un anumit organ folosind produse radiofarmaceutice speciale. Aceasta este baza celei mai largi aplicații ale acesteia în radiodiagnostic - medicina nucleară.

Cea mai simplă formă de tehnețiu, pertehnetatul, intră în aproape toate organele la administrare, dar este reținută în principal în stomac și glanda tiroidă. Nu s-au observat niciodată leziuni ale organelor din cauza radiațiilor β moi cu o doză de până la 0,000001 R /( h ·mg).

Când se lucrează cu tehnețiu, se folosesc hote cu protecție împotriva radiațiilor sale β sau cutii sigilate.

Note

1. ↑ 1 2 3 Tehneţiu : proprietăţi fizice  . WebElements. Preluat la 16 august 2013. Arhivat din original la 26 iulie 2013.
2. ↑ K.E. Hermann. [Acum 200 de mii de ani. Care este unicitatea tehnețiului și de ce este atât de important pentru medicina nucleară și energia nucleară? 200000 de ani înainte. Ce este unic la tehnețiu și de ce este atât de important pentru medicina nucleară și energia nucleară]  (rusă)  // Buletinul ROSATOM: jurnal. - 2019. - 10 iunie ( vol. 5 , nr. 5 ). - S. 26-39 .
3. ↑ germană. 200.000 de ani înainte. text  (rusă)  ? . poarta de cercetare . ROSASOM (2019). Preluat la 28 august 2021. Arhivat din original la 28 august 2021.  (nedefinit)
4. ↑ Ioan; Pauwels, E.K. (1996). „Tehnețiul, elementul lipsă”. Jurnalul European de Medicină Nucleară . 23 (3): 336-44. DOI : 10.1007/BF00837634 . PMID  8599967 .
5. ↑ van der Krogt, P. Technetium . Elentimolgie și Elemente Multidict . Consultat la 5 mai 2009. Arhivat din original pe 23 ianuarie 2010. (nedefinit)
6. ↑ Emsley, J. Blocurile de construcție ale naturii: un ghid A-Z pentru elemente . - Oxford, Anglia, Marea Britanie: Oxford University Press, 2001. - P. 423. - ISBN 978-0-19-850340-8 . Arhivat pe 26 decembrie 2019 la Wayback Machine
7. ^ Armstrong, JT (2003). Tehnețiu . Știri în domeniul chimiei și ingineriei . 81 (36): 110. doi : 10.1021/cen- v081n036.p110 . Arhivat din original pe 2008-10-06 . Consultat 2009-11-11 . Parametrul depreciat folosit |deadlink=( ajutor )
8. ↑ Nies, K.A. Ida Tacke și războiul din spatele descoperirii fisiunii  (2001). Arhivat din original pe 9 august 2009. Preluat la 9 februarie 2022.
9. ↑ Weeks, ME (1933). „Descoperirea elementelor. XX. Elemente descoperite recent. Journal of Chemical Education . 10 (3): 161-170. Cod biblic : 1933JChEd..10..161W . DOI : 10.1021/ed010p161 .
10. ↑ Zingales, R. (2005). „De la Masurium la Trinacrium: Povestea tulburată a elementului 43”. Journal of Chemical Education . 82 (2): 221-227. Cod biblic : 2005JChEd..82..221Z . DOI : 10.1021/ed082p221 .
11. ↑ Perrier C., Segrè E. Radioactive Isotopes of Element 43   // Nature . - 1937. - Vol. 140 . - P. 193-194 . - doi : 10.1038/140193b0 .
12. ↑ Trifonov D.N. De la elementul 43 la antiproton  // Chimie. - 2005. - Nr. 19 . Arhivat din original pe 7 aprilie 2014.
13. ↑ Perrier C., Segrè E. Technetium: The Element of Atomic Number 43   // Nature . - 1947. - Vol. 159 , nr. 4027 . — P. 24 . - doi : 10.1038/159024a0 . — . — PMID 20279068 .
14. ↑ Chimie // 1941 . Calendar-carte de referință / Comp. E. Liechtenstein. - M . : OGIZ - Editura socio-economică de stat , 1941. - S. 299-303 .
15. ↑ Shaviv G. Sinteza elementelor: căutarea astrofizică a nucleosintezei și ce ne poate spune despre  univers . - Springer , 2012. - P. 266. Arhivat 6 aprilie 2015 la Wayback Machine
16. ↑ Paul W. Merrill. Observații spectroscopice ale stelelor din clasa S  (engleză)  // The Astrophysical Journal  : jurnal. - Editura IOP , 1952. - Vol. 116 . - P. 21-26 . - doi : 10.1086/145589 . - Cod biblic . Arhivat din original pe 7 aprilie 2014.
17. ↑ Technetium // Dicționar enciclopedic al unui tânăr chimist. a 2-a ed. / Comp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M . : Pedagogie , 1990. - S. 241-242 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
18. ↑ VP Tarasov, Yu. B. Muravlev, K.E. German & N.N. Popova. 99Tc RMN al nanoparticulelor de tehnețiu suportate  (engleză)  // Doklady Physical Chemistry : articol. - 2001. - 15 martie ( vol. 377 , nr. 3 ). - P. 71-76 . Arhivat din original pe 23 ianuarie 2022.
19. ↑ VVKuznetsov, MAVolkov, KEGerman, EAFilatova, OABelyakov, ALTrigub. Electroreducerea ionilor de pertechnetat în soluții concentrate de acetat  (engleză)  // Journal of Electroanalytical Chemistry : articol. - 2020. - 15 iulie ( vol. 869 ). Arhivat din original pe 23 ianuarie 2022.
20. ↑ Lide, David R. „Line Spectra of the Elements”. Manualul C.R.C. CRC presa. pp. 10–70 (1672). . — 2004–2005. — ISBN 978-0-8493-0595-5 ..
21. ↑ (PDF) Proceedings and selected lectures of the 10th International Symposium on Technetium and Rhenium – Science and Utilization, 3-6 octombrie 2018 - Moscova – Rusia, Eds: K. German, X. Gaona, M. Ozawa, Ya. Obruchnikova, E. Johnstone, A. Maruk, M. Chotkowski, I. Troshkina, A. Safonov. Moscova: Editura Granică, 2018, 525 p. ISBN  978-5-9933-0132-7 . poarta de cercetare. Preluat la 21 ianuarie 2019. Arhivat din original la 9 decembrie 2021.
22. ↑ Troshkina I. D., Ozawa M., German K. E. Development of technetium chemistry // capitol din colecția „Rare elements in the nuclear fuel cycle” pp. 39-54. Moscova, Editura RKhTU im. D. I. Mendeleev
23. ↑ NuDat 2.8 . Centrul Național de Date Nucleare. Preluat la 7 decembrie 2020. Arhivat din original la 27 noiembrie 2020. (nedefinit)
24. ↑ I. A. Leenson. Technetium: ce este nou. „Chimie și viață – secolul XXI”, 2008, nr. 12
25. ↑ VF Peretrukhin, SI Rovnyi, VV Ershov, KE German și AA Kozar. Prepararea tehnețiului metalic pentru transmutarea în ruteniu  (engleză)  ? . researchgate.net . MAIK (mai 2002). Preluat la 27 mai 2021. Arhivat din original la 15 ianuarie 2022.  (nedefinit)

Link -uri

• Technetium la Biblioteca Populară a Elementelor Chimice
• O echipă rusă de chimiști a dezvoltat o metodă electrochimică eficientă pentru sinteza tehnețiului // RT , 30 iulie 2020

Dicționare și enciclopedii	mare danez Mare catalană Mare norvegian Rusă mare Marele Soviet (1 ed.) in jurul lumii Britannica (online) Brockhaus Treccani Universalis
În cataloagele bibliografice	BNF : 121508612 GND : 4184557-2 J9U : 987007563196105171 LCCN : sh85133086 NDL : 00572811