首個以人工方法製得的元素

鍀(Technetium),中國大陸稱鍀、港澳稱鍀、台灣稱鎝,元素符號Tc,為銀白色金屬,原子序數43,原子量98.9062。在元素周期表中屬ⅦB族。密排六方晶體。

1937年,由美國加州大學伯克利分校物理學家歐內斯特·勞倫斯(回旋加速器的發明者),使用回旋加速器加速含有一個質子的氘原子核去“轟擊”42號元素鉬,製得了43號新元素鍀(Technetium)。然後送給兩位義大利化學家佩里埃(C.Perrier)和埃米利奧·吉諾·塞格雷(E.G.Segré)鑒定,最後由兩位化學家向世界宣布鍀元素的發現。它是第一個用人工方法製得的元素,所以按希臘文Technetos(人造)命名為Technetium。

定義


鍀(é)首制元素,源反應堆中鈾裂變產物。至80年代初還沒有在地球上找到天然存在的鍀。用氫在500~600℃還原硫化鍀(Tc2S7)或過鍀酸銨,可得金屬鍀。在硫酸溶液中電解過鍀酸銨也可析出金屬鍀。鍀的性質與同族元素錸相似。高溫下鍀與氧生成揮發性的氧化物Tc2O7。常見同位素Tc-97的半衰期260萬年,可用作製備β射線標準源。少量的(約5×10^(-5)mol)過鍀酸銨可使鋼材的腐蝕大為減慢。鍀和鍀鉬合金具有良好的超導性質。1960年以前,鍀只能小量生產,價格曾高達2800美元/克;70年代末已能進行千克量級生產,價格已下降到60美元/克以下。現在鍀已經達到成噸級的產量,是從核燃料的裂變產物中提取的。金屬鍀抗氧化,在酸中溶解度不大,因此可用作原子能工業設備的防腐材料。該金屬呈銀白色,但通常獲得的是灰色粉末。在潮濕的空氣中緩慢失去光澤,在氧氣中燃燒,溶於硝酸和硫酸。鍀是地球上已知的最輕的沒有穩定同位素的化學元素。

發現過程

門捷列夫建元素周系,曾預言存,-(類錳)。莫萊確序。,元素早捷列建元素周系始。,俄羅蓋曼稱,黑鈦鐵礦()元素,礦石稱,且測量約.,敘述質錳似。,,俄羅聖彼堡化程恩佔據鉬釕元素,量測。另化證銥、銠鐵混合。亞洲化甘落,,化川稱釷石元素;,化,X射線光譜分析從錳礦中發現了這一元素,命名為moseleyum。遲至1925年,德國科學家也宣布,在鈮鐵礦中發現了這一元素。但這些發現都沒有被證實和承認。
號元素“蹤”元素。,“素統計規則”釋“蹤”緣。規則蘇聯蘇卡列提,陶赫確。根據規則,核荷僅僅差單穩量素存。量素指質量序,-、-、-質量。序,元素周置,稱異素。鍀元素鉬()、釕()連串質量~穩素存,鍀穩素存,鍀質量質量。
在1936-1937年首先實現了人工方法製取它。1936年底義大利年輕的物理學家謝格爾到美國伯克利(Berkeley)進修。他利用那裡一台先進的回旋加速器,用氘核照射鉬,並把照射過的鉬帶回義大利帕勒莫(Palerma)大學。他在化學教授彼利埃協助下,經歷近半年時間,分離出10-10克的Tc-99,並確定新元素的性質與錸非常相似,而與錳的相似程度較差。隨後,二人從鈾的裂變產物中得到鍀的許多同位素,自然界僅發現極少量的鍀99;已發現質量數90~110的全部鍀同位素。在1962年,B.T.Kenna及P.K.Kurod在非洲的一個八水化三鈾礦中,從鈾-238的裂變物之中,找到了微量的鍀-99。

歷史簡介

鍀長久以來折磨著化學家們,因為不能找到它。我們現在知道它所有的同位素都是放射性的,而且任何來自地球地殼的這種元素的礦物早已衰變。(其壽命最長的同位素的半衰期是4百萬年。)即便如此,有些鍀原子會在鈾發生核裂變產生,一噸鈾只有約1毫克鍀。在20世紀20年代聲明發現了這個元素,或者說至少是觀察到了它的光譜了,不能被完全低估。
鍀是由EmilioSegrè於1937年在義大利被發現的。他研究來自加利福尼亞的鉬,這需要暴露在高能量的輻射中,他發現鍀出現了並分離了它,今天,這種元素從廢核燃料棒中成噸提取。

性質


物理性質

【元素名稱】:鍀
【元素符號】:Tc
【元素原子量】:97.907215966(Tc-98)96.906365358(Tc-97)
【元素類型】:第一個人工合成的放射性金屬元素
【化學分子式】:Tc
【質子數】:43
【中子數】:55
【原子序數】:43
【所屬周期】:5
【所屬族數】:VIIB
【核電荷數】43
【外圍電子層排布】:4d55s2
【電子層】:K-L-M-N-O
【電離能】:(kJ/mol)
第一電離能:702,
第二電離能:1472,
第三電離能:2850,
第四電離能:4100,
第五電離能:5700,
第六電離能:7300,
第七電離能:9100。
氧化態:+4、+5、+6、+7
晶體結構】:密排六方晶胞
【晶胞參數】:a=273.5pmb=273.5pmc=438.8pm
α=90°β=90°γ=120°。
【名稱由來】:希臘文technetos。意為“人造的”。
【元素描述】:銀灰色金屬
【熔點】:2172℃
【沸點】:4877℃
【密度】:11.5g/cm(排名:23)
【地殼丰度】:5×10^(-16)%
【摩爾體積】:8.52cm/mol
【受拉屈服強度】:1.29GPa(排名:1)
【極限抗拉強度】:1.51GPa(排名:1)
【導熱率】:51W(mK)(排名:34)
【電阻率】:2×10^(-7)Ωm
【電導率】:5×10^6S/M
【磁性特徵】:順磁性
【超導臨界溫度】:7.8K
【蒸氣壓】:0.0229帕(2423K)
【負電性】:1.9(鮑林標度)
【原子半徑】:135pm(電子基態性質)
【電子親和力】:53kJ/mol
【共價半徑】:147pm
【放射性比度】:32MBq/g
【衰變方式】:β衰變
【體積磁化率】:3.933×10^(-4)
【質量磁化率】:3.42×10^(-8)m/kg
【摩爾磁化率】:3.352×10^(-9)m/mol
【摩爾熱容】:23kJ/mol(排名:15)
【汽化熱】:550kJ/mol(排名:12)
【比熱容】:63J/(kgK)(排名:88)(以上均為標準情況下)
【核自旋】:TC-85:1/2-|TC-86:0+|TC-87:9/2+|TC-88:2或3(不確定)TC-89:9/2+|TC-90:1+|TC-91:9/2+|TC-92:8+|TC-93:9/2+|TC-94:7+|TC-95:9/2+|TC-96:7+|TC-97:9/2+|TC-98:6+|TC-99:9/2+|TC-100:1+|TC-101:9/2+|TC-102:1+TC-103:5/2+TC-104:3+TC-105:3/2-TC-106:1或2(不確定)TC-107:3/2-TC-108:2+TC-109:5/2+TC-110:2+|TC-111:5/2+TC-112:2+TC-113:3/2-TC-114:2+TC-115:3/2-TC-116:2+|TC-117:3/2-TC-118:2+
【主要同位素】:
同位素丰度半衰期衰變模式衰變能量(Mev)衰變產物
Tc-97人造2.6×10^6年電子捕獲0.320Mo97
Tc-98微量4.2×10^6年β衰變1.796Ru98
Tc-99微量211,100年β衰變0.294Ru99
【不穩定同位素】:TC-96(100小時)TC-95(20小時)TC-94(4.89小時)TC-93(160分鐘)TC-104(18分鐘)TC-101(14.22分)TC-105(7.67分)TC-92(4.25分)TC-91(188秒)TC-103(54.2秒)TC-107(21.2秒)TC-106(35.6秒)TC-100(15.46秒)TC-90(8.7秒)TC-89(12.8秒)|TC-88(5.8秒)|TC-102(5.28秒)TC-108(5.17秒)TC-87(2.18秒)TC-110(920毫秒)TC-109(860毫秒)TC-111(290MS)TC-113(170毫秒)TC-114(150毫秒)TC-116(90毫秒)TC-115TC-112(290毫秒)(73毫秒)TC-86(55毫秒)TC-117(40毫秒)TC-118(30毫秒)TC-85(110納秒)
【中子截面】:22B
【元素來源】:是核反應堆的主要裂變產物之一,或採用中子作用於Mo-98製得。在溫度為1000-1100℃時用氫還原硫化物時能製備出金屬鍀。
【元素用途】:
【發現人及發現過程】:佩里厄(Perrier)、塞格瑞(Segre)時間1937年,在勞倫斯加速器里以氘核轟擊Mo-98而得。
【CAS號】:7440-26-8

化學性質

鍀的電化學性質介於錸和錳之間,更接近於錸。鍀的重要化合物有兩種氧化鍀、鹵化鍀、兩種硫化鍀等。
鍀在空氣中加熱到500℃時,燃燒生成溶於水的Tc2O7:
4Tc+7O2→2Tc2O7
鍀在氟氣中燃燒生成TcF5和TcF6的混合物,和氯氣反應生成TcCl4和其他含氯化合物的混合物。鍀和硫反應生成TcS2。鍀不和氮氣反應。鍀不溶於氫鹵酸或氨性H2O2中,但溶於中性或酸性的H2O2溶液中。
氧化鍀;terbiumoxide
共有7種不定組成,其中以Tb4O7為最穩定的褐色粉狀體。熔點2303℃。磁矩較大為9.63M.B.。其化學性質及製備方法都同於鑭系元素。可製取三基色熒光粉及磁致伸縮材料等。

製取方法


鍀-97可以從氘轟擊鉬所得,鍀-99可以從鈾之裂變作用所得。用氫在500~600℃還原硫化鍀(Tc2S7)或過鍀酸銨,可得金屬鍀。在硫酸溶液中電解過鍀酸銨也可析出金屬鍀。

鍀藥物


99m鍀-植酸鹽

藥物名稱:99m鍀-植酸鹽適應症:肝、脾掃描。
類別:放射性核素診斷用藥

99m鍀-焦磷酸鹽

;鍀[99mTc]焦磷酸鹽注射液
藥物名稱:99m鍀-焦磷酸鹽
別名:99m鍀-焦磷酸鹽;鍀[99mTc]焦磷酸鹽注射液
適應症:骨掃描,心肌顯象。
類別:放射性核素診斷用藥

高鍀99mTc酸鈉注射液

藥物名稱:高鍀[99mTc]酸鈉注射液適應症:腦掃描、甲狀腺掃描均可用高助O4。肝、脾、骨髓掃描用高鍀-S7膠體。腎掃描用高鍀二巰丁二鈉或高鍀DTPA。胎盤掃描用高鍀HSA。骨掃描用高磷酸鹽肺掃描用高鍀(大顆粒聚合物)。
類別:放射性核素診斷用藥

鍀99mTc泮替酸鹽

藥物名稱:鍀[99mTc]泮替酸鹽
英文名:Technetium[99mTc]Pentetate
藥理作用:本品呈高度水溶性,由腎小球濾過隨尿排出。腰穿注入蛛網膜下腔后在腦脊液中擴散和泳動,最後也經腎小球濾過排出。口服不被食管和胃黏膜吸收。
適應症:用於腎動態顯像,脊髓、腦蛛網膜下腔和腦池顯像等。
用量用法:
1.腎動態顯像:靜注111-296MBq后,用γ相機快速連續採集包括雙腎和部分膀胱區域的放射影像。2.脊髓蛛網膜下腔和腦池顯像:在腰部脊髓蛛網膜下腔內注入74MBq,24小時內間斷顯像。3.測定食管通過時間、胃排空時間和胃食管反流:吞咽37MBq本溶液后,連續攝取食管內放射性動態影像,計算食管通過時間。如在溶液完全進入胃內后,在胃部逐漸加壓,觀察食管有無放射性出現以及與壓力大小的關係,可觀察有無胃食管反流。
注意事項:如發生變色或混濁,則停止使用。
規格:注射劑:185MBq/2.1mg。
類別:放射性核素診斷用藥

鍀99mTc雙半胱乙酯

藥物名稱:鍀[99mTc]雙半胱乙酯
英文名:Technetium[99mTc]L
藥理作用:本品pH5.0-6.5,半衰期6小時,放射γ射線靜注后可透過完整的血腦屏障而進入腦細胞,且不能反擴散出腦細胞。其進入腦細胞的量與局部腦血流量(rCBF)成正比。
適應症:用於rCBF顯像和定量測定。
用量用法:靜註:每人740-1110MBq。注葯前30分鐘口服過氯酸鉀400mg,注葯前10分鐘給患者戴眼罩、耳塞,注射后5分鐘取下。注葯后15-60分鐘進行rCBF顯像。
注意事項:如發生變色或混濁,則停止使用。
規格:注射劑:370-5550MBq/1.0mg。
類別:放射性核素診斷用藥

鍀99mTc依替菲寧

藥物名稱:鍀[99mTc]依替菲寧
英文名:Technetium[99mTc]Etifenin
藥理作用:本葯由肝細胞自血液中迅速攝取並分泌入膽汁,經膽道系統進入腸腔而排出。
適應症:用於膽囊顯影、膽囊功能測定,黃疸鑒別和膽汁反流的診斷。
用量用法:靜註:空腹2小時以上,靜注74-111MBq,2小時內在上腹部間斷顯像獲得膽道系統動態影像。肝細胞癌診斷和定位需延遲2-5小時顯像。
注意事項:1.當血清膽紅素>205umol/L時,難以顯影。黃疸鑒別診斷有時需延遲顯像,甚至長達24小時以上。2.孕婦禁用。3.如發生變色或混濁,則停止使用。
規格:注射劑:111MBq/42.7mq。
類別:放射性核素診斷用藥

應用領域


工業用途

因為同位素Tc-97具有260萬年的長半衰期,故用於化學研究。過鍀酸鹽是鋼的良好緩蝕劑。鍀在冶金中用作示蹤劑,還用於低溫化學及抗腐蝕產品中,亦用作核燃料燃耗測定。

醫學用途

鍀99m,一種鍀的半衰期極短的不穩定同位素,是核醫學臨床診斷中應用最廣的醫用核素,常用鍀(Tc-99m)焦磷酸鹽注射液拼音名(TECHNETIUM[99mTc]PYROPHOSPHATEINJECTION)。用99Tcm標記的用於診斷臟器疾病和功能的放射性顯像劑。從99Mo-99Tcm-發生器用生理鹽水淋洗得到的是99TcmO4-,用於甲狀腺顯像。但多數情況下用還原劑還原成+1,+3,+4和+5價離子與含O,N,S,P等供體原子的化合物反應製成放射性葯的。99Tcm放射性藥物不僅用於狀態圖像診斷,而且還可用於功能(如腦、心肌,肝功能等)診斷,已佔診斷用放射性顯像劑的約85%,可用於診斷腦、心肌和腫瘤等疾病和幾乎所有臟器疾病。