Μεταλλικό τεχνήτιο. Τεχνήτιο. Από την Ιλμενία στη Μασουρία

Τεχνήτιο (λατ. Technetium), Tc, ραδιενεργό χημικό στοιχείο της ομάδας VII του περιοδικού συστήματος Mendeleev, ατομικός αριθμός 43, ατομική μάζα 98, 9062; μέταλλο, ελατό και όλκιμο.

Το τεχνήτιο δεν έχει σταθερά ισότοπα. Από τα ραδιενεργά ισότοπα (περίπου 20), δύο έχουν πρακτική σημασία: 99 Tc και 99 m Tc με χρόνο ημιζωής, αντίστοιχα Τ 1/2= 2,12 × 10 5 χρόνια και Τ 1/2 = 6,04 η.Στη φύση, το στοιχείο βρίσκεται σε μικρές ποσότητες - 10 -10 σολσε 1 Τπίσσα ουρανίου.

ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ.

Το μέταλλο τεχνήτιο σε μορφή σκόνης έχει γκρι χρώμα (θυμίζει Re, Mo, Pt). συμπαγές μέταλλο (πλανάκια λιωμένου μετάλλου, φύλλο, σύρμα) ασημί-γκρι. Το τεχνήτιο σε κρυσταλλική κατάσταση έχει ένα κλειστό εξαγωνικό πλέγμα ( ΕΝΑ = 2,735

, σ = 4.391); σε λεπτά στρώματα (λιγότερο από 150) - ένα κυβικό πλέγμα με επίκεντρο πρόσωπο ( α = 3,68; 0,0005); Τ. πυκνότητα (με εξαγωνικό πλέγμα) 11.487 g/cm 3, t pl 2200? 50?C; t kip 4700?C; ηλεκτρική ειδική αντίσταση 69 * 10 -6 ohm×cm(100? C); θερμοκρασία μετάβασης στην κατάσταση υπεραγωγιμότητας Tc 8,24 K. Το τεχνήτιο είναι παραμαγνητικό. η μαγνητική του επιδεκτικότητα στους 25 0 C είναι 2,7 * 10 -4 . Διαμόρφωση του εξωτερικού κελύφους ηλεκτρονίων του ατόμου Tc 4 ρε 5 5μικρό 2 ; ατομική ακτίνα 1,358; ιοντική ακτίνα Tc 7+ 0,56.

Σύμφωνα με τις χημικές ιδιότητεςΗ Tc είναι κοντά στο Mn και ιδιαίτερα στο Re· στις ενώσεις εμφανίζει καταστάσεις οξείδωσης από -1 έως +7. Οι ενώσεις Tc σε κατάσταση οξείδωσης +7 είναι οι πιο σταθερές και καλά μελετημένες. Όταν το τεχνήτιο ή οι ενώσεις του αλληλεπιδρούν με το οξυγόνο, σχηματίζονται τα οξείδια Tc 2 O 7 και TcO 2, με χλώριο και φθόριο - αλογονίδια TcX 6, TcX 5, TcX 4, ο σχηματισμός οξυαλογονιδίων είναι δυνατός, για παράδειγμα TcO 3 X (όπου Το Χ είναι αλογόνο), με θειούχα θειώδη Tc 2 S 7 και TcS 2. Το τεχνήτιο σχηματίζει επίσης το οξύ τεχνητίου HTcO 4 και τα υπερτεχνικά άλατά του MeTcO 4 (όπου το Me είναι μέταλλο), καρβονύλιο, σύμπλοκες και οργανομεταλλικές ενώσεις. Στη σειρά τάσης, το Technetium βρίσκεται στα δεξιά του υδρογόνου. Δεν αντιδρά με υδροχλωρικό οξύ οποιασδήποτε συγκέντρωσης, αλλά διαλύεται εύκολα σε νιτρικό και θειικό οξύ, aqua regia, υπεροξείδιο του υδρογόνου και βρωμιούχο νερό.

Παραλαβή.

Η κύρια πηγή τεχνητίου είναι τα απόβλητα της πυρηνικής βιομηχανίας. Η απόδοση των 99 Tc από τη σχάση των 235 U είναι περίπου 6%. Το τεχνήτιο με τη μορφή υπερτεχνικών, οξειδίων και σουλφιδίων εξάγεται από ένα μείγμα προϊόντων σχάσης με εκχύλιση με οργανικούς διαλύτες, μεθόδους ανταλλαγής ιόντων και καταβύθιση ελάχιστα διαλυτών παραγώγων. Το μέταλλο λαμβάνεται με αναγωγή των NH 4 TcO 4, TcO 2, Tc 2 S 7 με υδρογόνο στους 600-1000 0 C ή με ηλεκτρόλυση.

Εφαρμογή.

Το τεχνήτιο είναι ένα πολλά υποσχόμενο μέταλλο στην τεχνολογία. Μπορεί να βρει εφαρμογές ως καταλύτης, υψηλής θερμοκρασίας και υπεραγώγιμο υλικό. Ενώσεις τεχνητίου. - αποτελεσματικοί αναστολείς διάβρωσης. Το 99m Tc χρησιμοποιείται στην ιατρική ως πηγή ακτινοβολίας g . Το τεχνήτιο είναι επικίνδυνο από την ακτινοβολία· η εργασία με αυτό απαιτεί ειδικό σφραγισμένο εξοπλισμό.

Ιστορία της ανακάλυψης.

Πίσω στο 1846, ο χημικός και ορυκτολόγος R. Herman, ο οποίος εργαζόταν στη Ρωσία, βρήκε ένα μέχρι τότε άγνωστο ορυκτό στα βουνά Ilmen στα Ουράλια, το οποίο ονόμασε yttroilmenite. Ο επιστήμονας δεν επαναπαύθηκε στις δάφνες του και προσπάθησε να απομονώσει από αυτό ένα νέο χημικό στοιχείο, το οποίο πίστευε ότι περιείχε το ορυκτό. Αλλά πριν προλάβει να ανοίξει το ilmenium του, ο διάσημος Γερμανός χημικός G. Rose το «έκλεισε», αποδεικνύοντας την πλάνη του έργου του Herman.

Ένα τέταρτο του αιώνα αργότερα, το ilmenium εμφανίστηκε και πάλι στο προσκήνιο της χημείας - θυμήθηκε ως υποψήφιος για τον ρόλο του «εκα-μαγγανίου», που υποτίθεται ότι θα έπαιρνε την άδεια θέση στον περιοδικό πίνακα στον αριθμό 43. Αλλά το Η φήμη του ιλμένιου «αμαυρώθηκε» πολύ από τα έργα του G. Rose και, παρά το γεγονός ότι πολλές από τις ιδιότητές του, συμπεριλαμβανομένου του ατομικού βάρους, ήταν αρκετά κατάλληλες για το στοιχείο Νο. 43, ο D.I. Mendeleev δεν το κατέγραψε στον πίνακα του. Περαιτέρω έρευνα έπεισε τελικά τον επιστημονικό κόσμο ότι , ότι το ιλμένιο μπορεί να μείνει στην ιστορία της χημείας μόνο με τη θλιβερή δόξα ενός από τα πολλά ψευδή στοιχεία.

Δεδομένου ότι ένας ιερός τόπος δεν είναι ποτέ άδειος, οι αξιώσεις για το δικαίωμα να τον καταλάβουν εμφανίστηκαν η μία μετά την άλλη. Davy, Lucium, Nipponium - όλοι σκάνε σαν σαπουνόφουσκες, μετά βίας που προλαβαίνουν να γεννηθούν.

Αλλά το 1925, το γερμανικό επιστημονικό ζεύγος Ida και Walter Noddack δημοσίευσε ένα μήνυμα ότι είχαν ανακαλύψει δύο νέα στοιχεία - το μασσούριο (Νο. 43) και το ρήνιο (Νο. 75). Η μοίρα αποδείχθηκε ευνοϊκή για τον Ρένιο: αμέσως νομιμοποιήθηκε και κατέλαβε αμέσως την κατοικία που του είχαν ετοιμάσει. Αλλά η τύχη γύρισε την πλάτη της στο μασούριο: ούτε οι ανακαλύψεις της ούτε άλλοι επιστήμονες μπορούσαν να επιβεβαιώσουν επιστημονικά την ανακάλυψη αυτού του στοιχείου. Είναι αλήθεια ότι η Ida Noddak είπε ότι "σύντομα το masurium, όπως το ρήνιο, θα μπορεί να αγοραστεί στα καταστήματα", αλλά οι χημικοί, όπως γνωρίζετε, δεν πιστεύουν τις λέξεις και οι σύζυγοι Noddak δεν μπορούσαν να παράσχουν άλλα, πιο πειστικά στοιχεία - ένα Η λίστα των "ψευδών σαράντα τρίτων" πρόσθεσε έναν ακόμη χαμένο.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ορισμένοι επιστήμονες άρχισαν να τείνουν να πιστεύουν ότι δεν υπάρχουν στη φύση όλα τα στοιχεία που προέβλεψε ο Mendeleev, ιδιαίτερα το στοιχείο Νο. 43. Ίσως απλά δεν υπάρχουν και δεν χρειάζεται να χάνουμε χρόνο και να σπάμε δόρατα; Σε αυτό το συμπέρασμα κατέληξε ακόμη και ο εξέχων Γερμανός χημικός Wilhelm Prandtl, ο οποίος άσκησε βέτο στην ανακάλυψη του μασουρίου.

Η νεότερη αδερφή της χημείας, της πυρηνικής φυσικής, η οποία μέχρι τότε είχε ήδη αποκτήσει ισχυρή εξουσία, κατέστησε δυνατή την αποσαφήνιση αυτού του ζητήματος. Ένας από τους νόμους αυτής της επιστήμης (που σημειώθηκε στη δεκαετία του '20 από τον Σοβιετικό χημικό S.A. Shchukarev και τελικά διατυπώθηκε το 1934 από τον Γερμανό φυσικό G. Mattauch) ονομάζεται κανόνας Mattauch-Shchukarev ή κανόνας απαγόρευσης.

Το νόημά του είναι ότι στη φύση δεν μπορούν να υπάρχουν δύο σταθερές ισοβαρείς, τα πυρηνικά φορτία των οποίων διαφέρουν κατά μία. Με άλλα λόγια, εάν οποιοδήποτε χημικό στοιχείο έχει σταθερό ισότοπο, τότε στους πλησιέστερους γείτονές του στον πίνακα «απαγορεύεται κατηγορηματικά» να έχουν ένα σταθερό ισότοπο με τον ίδιο αριθμό μάζας. Υπό αυτή την έννοια, το στοιχείο Νο. 43 ήταν σαφώς άτυχο: οι γείτονές του στα αριστερά και δεξιά -μολυβδαίνιο και ρουθήνιο- φρόντισαν ώστε όλες οι σταθερές κενές θέσεις σε κοντινές «εδάφη» να ανήκαν στα ισότοπά τους. Και αυτό σήμαινε ότι το στοιχείο Νο. 43 είχε μια σκληρή μοίρα: όσα ισότοπα κι αν είχε, ήταν όλα καταδικασμένα σε αστάθεια, και έτσι έπρεπε να αποσυντίθενται συνεχώς -μέρα και νύχτα-, είτε το ήθελαν είτε όχι.

Είναι λογικό να υποθέσουμε ότι το στοιχείο Νο. 43 υπήρχε κάποτε στη Γη σε αξιοσημείωτες ποσότητες, αλλά σταδιακά εξαφανίστηκε, όπως η πρωινή ομίχλη. Γιατί λοιπόν, σε αυτή την περίπτωση, το ουράνιο και το θόριο έχουν επιβιώσει μέχρι σήμερα; Άλλωστε είναι και ραδιενεργά και, επομένως, από τις πρώτες κιόλας μέρες της ζωής τους αποσυντίθενται, όπως λένε, αργά αλλά σταθερά; Αλλά εδώ ακριβώς βρίσκεται η απάντηση στο ερώτημά μας: το ουράνιο και το θόριο έχουν διατηρηθεί μόνο επειδή διασπώνται αργά, πολύ πιο αργά από άλλα στοιχεία με φυσική ραδιενέργεια (και όμως, κατά τη διάρκεια της ύπαρξης της Γης, τα αποθέματα ουρανίου στις φυσικές αποθήκες της έχουν μειωθεί κατά περίπου εκατό μία φορά). Οι υπολογισμοί από Αμερικανούς ραδιοχημικούς έδειξαν ότι ένα ασταθές ισότοπο του ενός ή του άλλου στοιχείου έχει πιθανότητες να επιβιώσει στον φλοιό της γης από τη «δημιουργία του κόσμου» μέχρι σήμερα μόνο εάν ο χρόνος ημιζωής του υπερβαίνει τα 150 εκατομμύρια χρόνια. Κοιτώντας μπροστά, θα πούμε ότι όταν λήφθηκαν διάφορα ισότοπα του στοιχείου Νο. 43, αποδείχθηκε ότι ο χρόνος ημιζωής του μακροβιότερου από αυτά ήταν μόνο λίγο περισσότερο από δυόμισι εκατομμύρια χρόνια και, ως εκ τούτου, Τα τελευταία του άτομα έπαψαν να υπάρχουν, προφανώς ακόμη και πολύ πριν την εμφάνισή τους στη Γη Η Γη του πρώτου δεινοσαύρου: τελικά, ο πλανήτης μας «λειτουργεί» στο Σύμπαν για περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια.

Επομένως, αν οι επιστήμονες ήθελαν να «αγγίξουν» το στοιχείο Νο. 43 με τα χέρια τους, έπρεπε να το δημιουργήσουν με τα ίδια χέρια, αφού η φύση το είχε από καιρό συμπεριλάβει στη λίστα με τα αγνοούμενα. Αλλά αντέχει η επιστήμη ένα τέτοιο έργο;

Ναι, στον ώμο. Αυτό αποδείχθηκε για πρώτη φορά πειραματικά το 1919 από τον Άγγλο φυσικό Ernest Rutherford. Υπέβαλε τον πυρήνα των ατόμων αζώτου σε έναν άγριο βομβαρδισμό, στον οποίο τα συνεχώς αποσυντιθέμενα άτομα ραδίου χρησίμευαν ως όπλα και τα σωματίδια άλφα που προέκυψαν ως βλήματα. Ως αποτέλεσμα παρατεταμένου κελύφους, οι πυρήνες των ατόμων αζώτου αναπληρώθηκαν με πρωτόνια και μετατράπηκαν σε οξυγόνο.

Τα πειράματα του Ράδερφορντ όπλισαν τους επιστήμονες με εξαιρετικό πυροβολικό: με τη βοήθειά του ήταν δυνατό να μην καταστρέψουμε, αλλά να δημιουργήσουμε - να μετατρέψουμε ορισμένες ουσίες σε άλλες, να αποκτήσουμε νέα στοιχεία.

Γιατί λοιπόν να μην προσπαθήσετε να πάρετε το στοιχείο Νο. 43 με αυτόν τον τρόπο; Ο νεαρός Ιταλός φυσικός Emilio Segre ανέλαβε τη λύση σε αυτό το πρόβλημα. Στις αρχές της δεκαετίας του '30 εργάστηκε στο Πανεπιστήμιο της Ρώμης υπό την ηγεσία του διάσημου τότε Ενρίκο Φέρμι. Μαζί με άλλα «αγόρια» (όπως ο Fermi αποκάλεσε αστειευόμενους τους ταλαντούχους μαθητές του), ο Segre συμμετείχε σε πειράματα για την ακτινοβολία νετρονίων του ουρανίου και έλυσε πολλά άλλα προβλήματα της πυρηνικής φυσικής. Αλλά ο νεαρός επιστήμονας έλαβε μια δελεαστική πρόταση - να διευθύνει το τμήμα φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Παλέρμο. Όταν έφτασε στην αρχαία πρωτεύουσα της Σικελίας, απογοητεύτηκε: το εργαστήριο που επρόκειτο να ηγηθεί ήταν κάτι παραπάνω από μέτριο και η εμφάνισή του δεν ήταν καθόλου ευνοϊκή για επιστημονικά κατορθώματα.

Αλλά η επιθυμία του Segre να διεισδύσει βαθύτερα στα μυστικά του ατόμου ήταν μεγάλη. Το καλοκαίρι του 1936 διασχίζει τον ωκεανό για να επισκεφτεί την αμερικανική πόλη Μπέρκλεϋ. Εδώ, στο εργαστήριο ακτινοβολίας του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, το cyclotron, ένας επιταχυντής ατομικών σωματιδίων που εφευρέθηκε από τον Ernest Lawrence, λειτουργούσε εδώ και αρκετά χρόνια. Σήμερα αυτή η μικρή συσκευή θα φαινόταν στους φυσικούς κάτι σαν παιδικό παιχνίδι, αλλά εκείνη την εποχή το πρώτο κυκλότρον στον κόσμο προκάλεσε τον θαυμασμό και τον φθόνο των επιστημόνων από άλλα εργαστήρια (το 1939, ο Ε. Λόρενς τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ για τη δημιουργία του).

Τεχνήτιο(λατ. τεχνήτιο), Te, ραδιενεργό χημικό στοιχείο της ομάδας VII του περιοδικού συστήματος του Mendeleev, ατομικός αριθμός 43, ατομική μάζα 98, 9062; μέταλλο, ελατό και όλκιμο.

Η ύπαρξη ενός στοιχείου με ατομικό αριθμό 43 είχε προβλεφθεί από τον D. I. Mendeleev. Το Τ. ελήφθη τεχνητά το 1937 από τους Ιταλούς επιστήμονες Ε. Segreκαι K. Perrier κατά τον βομβαρδισμό πυρήνων μολυβδαινίου με δευτερόνια. πήρε το όνομά του από τα ελληνικά. technet o s - τεχνητό.

Ο Τ. δεν έχει σταθερά ισότοπα. Από τα ραδιενεργά ισότοπα (περίπου 20), δύο έχουν πρακτική σημασία: 99 Tc και 99 m tc με χρόνο ημιζωής, αντίστοιχα Τ 1/2 = 2,12 ? 10 5 χρόνια και t 1/2 = 6,04 η.Στη φύση, το στοιχείο βρίσκεται σε μικρές ποσότητες - 10 -10 σολσε 1 Τπίσσα ουρανίου.

ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ . Το μεταλλικό Τ. σε μορφή σκόνης έχει γκρι χρώμα (θυμίζει re, mo, pt). συμπαγές μέταλλο (πλανάκια λιωμένου μετάλλου, φύλλο, σύρμα) ασημί-γκρι. Το Τ. σε κρυσταλλική κατάσταση έχει ένα εξαγωνικό πλέγμα στενής συσσώρευσης ( ΕΝΑ= 2.735 å, c = 4.391 å); σε λεπτά στρώματα (λιγότερο από 150 å) - ένα κυβικό πλέγμα με επίκεντρο πρόσωπο ( α = 3,68 ± 0,0005 å); Τ. πυκνότητα (με εξαγωνικό πλέγμα) 11.487 g/cm 3,t pl 2200 ± 50 °C; t kip 4700 °C; ηλεκτρική ειδική αντίσταση 69 10 -6 ωχ; εκ(100 °C); θερμοκρασία μετάβασης στην κατάσταση υπεραγωγιμότητας Tc 8,24 K. T. παραμαγνητική; η μαγνητική του επιδεκτικότητα στους 25°C είναι 2,7 10 -4 . Διαμόρφωση του εξωτερικού κελύφους ηλεκτρονίων του ατόμου Tc 4 ρε 5 5 μικρό 2 ; ατομική ακτίνα 1,358 å; ιοντική ακτίνα Tc 7+ 0,56 å.

Όσον αφορά τις χημικές ιδιότητες, η tc είναι κοντά στο mn και ιδιαίτερα στο re· στις ενώσεις εμφανίζει καταστάσεις οξείδωσης από -1 έως +7. Οι ενώσεις Tc σε κατάσταση οξείδωσης +7 είναι οι πιο σταθερές και καλά μελετημένες. Όταν το T. ή οι ενώσεις του αλληλεπιδρούν με το οξυγόνο, σχηματίζονται τα οξείδια tc 2 o 7 και tco 2, με χλώριο και φθόριο - αλογονίδια TcX 6, TcX 5, TcX 4, ο σχηματισμός οξυαλογονιδίων είναι δυνατός, για παράδειγμα TcO 3 X ( όπου το Χ είναι αλογόνο), με θείο - θειούχα tc 2 s 7 και tcs 2. Ο Τ. σχηματίζει επίσης τεχνικό οξύ htco 4 και τα υπερτεχνικά άλατά του mtco 4 (όπου το Μ είναι μέταλλο), καρβονύλιο, σύμπλοκες και οργανομεταλλικές ενώσεις. Στη σειρά των τάσεων, το Τ. βρίσκεται στα δεξιά του υδρογόνου. Δεν αντιδρά με υδροχλωρικό οξύ οποιασδήποτε συγκέντρωσης, αλλά διαλύεται εύκολα σε νιτρικό και θειικό οξύ, aqua regia, υπεροξείδιο του υδρογόνου και βρωμιούχο νερό.

Παραλαβή. Η κύρια πηγή του Τ. είναι τα απόβλητα της πυρηνικής βιομηχανίας. Η απόδοση των 99 tc κατά τη διαίρεση του 235 u είναι περίπου 6%. Το Τ. εκχυλίζεται από ένα μείγμα προϊόντων σχάσης με τη μορφή υπερτεχνικών, οξειδίων και σουλφιδίων με εκχύλιση με οργανικούς διαλύτες, μεθόδους ανταλλαγής ιόντων και καθίζηση κακώς διαλυτών παραγώγων. Το μέταλλο λαμβάνεται με αναγωγή με υδρογόνο nh 4 tco 4, tco 2, tc 2 s 7 στους 600-1000 °C ή με ηλεκτρόλυση.

Εφαρμογή. Το T. είναι ένα πολλά υποσχόμενο μέταλλο στην τεχνολογία. Μπορεί να βρει εφαρμογές ως καταλύτης, υψηλής θερμοκρασίας και υπεραγώγιμο υλικό. Οι ενώσεις Τ. είναι αποτελεσματικοί αναστολείς της διάβρωσης. 99m tc χρησιμοποιείται στην ιατρική ως πηγή g-ακτινοβολίας . Το T. είναι επικίνδυνο για την ακτινοβολία· η εργασία με αυτό απαιτεί ειδικό σφραγισμένο εξοπλισμό .

Λιτ.: Kotegov K.V., Pavlov O.N., Shvedov V.P., Technetius, Μ., 1965; Απόκτηση Tc 99 με τη μορφή μετάλλου και των ενώσεων του από απόβλητα πυρηνικής βιομηχανίας, στο βιβλίο: Παραγωγή Ισότοπων, Μ., 1973.

Το Segrè αποκτήθηκε για πρώτη φορά το 1937 βομβαρδίζοντας έναν στόχο από μολυβδαίνιο με δευτερόνια. Ως το πρώτο που ελήφθη τεχνητά, ονομάστηκε τεχνήτιο (Technetium, από τεχνχ- τέχνη). Σύμφωνα με τον κανόνα για τη σταθερότητα των πυρήνων, αποδείχθηκε ασταθής. Αργότερα, ελήφθησαν αρκετά ακόμη τεχνητά ισότοπα τεχνητίου. Όλοι τους είναι επίσης ασταθείς. Το μακροβιότερο ισότοπο του τεχνητίου, που βρέθηκε το 1947 μεταξύ των προϊόντων διάσπασης του ουρανίου (99 Tg), έχει χρόνο ημιζωής ~2. 10 5 χρόνια. Η Γη είναι περίπου 10.000 φορές μεγαλύτερη. Από αυτό προκύπτει ότι ακόμη και αν το τεχνήτιο περιέχονταν αρχικά στον φλοιό της γης, θα έπρεπε να είχε εξαφανιστεί κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Ωστόσο, οι Parker και Kuroda (Parker, Kuroda, 1956) κατάφεραν να αποδείξουν ότι το φυσικό ουράνιο περιέχει σε εξαιρετικά μικρές ποσότητες το ραδιενεργό ισότοπο του μολυβδαινίου 99 Mo, το οποίο έχει χρόνο ημιζωής 67 ώρες και ως αποτέλεσμα σι-η αποσύνθεση μετατρέπεται σε 99 Ts. Αυτό έδειξε ότι 99 Tc παράγεται συνεχώς από την αυθόρμητη πυρηνική διάσπαση των 238 U. Επομένως, το τεχνήτιο υπάρχει προφανώς στη φύση, παρά το γεγονός ότι δεν έχει ακόμη ανακαλυφθεί άμεσα.

Παραλαβή:

Το ισότοπο 99 Tc λαμβάνεται σε αξιοσημείωτες ποσότητες, καθώς είναι ένα από τα προϊόντα διάσπασης του ουρανίου στους πυρηνικούς αντιδραστήρες, αλλά και λόγω της ασθενούς ραδιενέργειας του. Με τη μορφή Tc 2 S 7 καταβυθίζεται με υδρόθειο από υδατικό διάλυμα οξινισμένο με υδροχλωρικό οξύ. Το ίζημα μαύρου σουλφιδίου διαλύεται σε διάλυμα αμμωνίας υπεροξειδίου του υδρογόνου και η προκύπτουσα ένωση, υπερτεχνητικό αμμώνιο NH 4 TcO 4, πυρώνεται σε ρεύμα υδρογόνου σε θερμοκρασία 600°.
Το μέταλλο τεχνήτιο μπορεί εύκολα να απομονωθεί από ένα όξινο διάλυμα ηλεκτρολυτικά.

Φυσικές ιδιότητες:

Το τεχνήτιο είναι ένα ασημί-γκρι μέταλλο. Κρυσταλλώνεται, σύμφωνα με τον Moon (Mooney, 1947), σε ένα πλέγμα με εξαγωνική στενή συσκευασία (a = 2.735, c = 4.388 A°).

Χημικές ιδιότητες:

Οι χημικές ιδιότητες του τεχνητίου είναι πολύ παρόμοιες με το ρήνιο και είναι επίσης παρόμοιες με το γειτονικό του στον περιοδικό πίνακα, το μολυβδαίνιο. Αυτή η περίσταση χρησιμοποιείται όταν εργάζεστε με αμελητέες ποσότητες τεχνητίου. Είναι αδιάλυτο είτε σε υδροχλωρικό οξύ είτε σε αλκαλικό διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου, αλλά διαλύεται εύκολα σε νιτρικό οξύ και aqua regia. Όταν θερμαίνεται σε ένα ρεύμα οξυγόνου, καίγεται για να σχηματίσει ανοιχτό κίτρινο πτητικό επτοξείδιο Tc 2 O 7 .

Οι πιο σημαντικές συνδέσεις:

Το Tc 2 O 7, όταν διαλυθεί σε νερό, σχηματίζει τεχνήτιο («υπερτεχνικό») οξύ HTcO 4, το οποίο, όταν το διάλυμα εξατμιστεί, μπορεί να απομονωθεί με τη μορφή σκούρων κόκκινων, επιμήκων κρυστάλλων. Το NTso 4 είναι ένα ισχυρό μονοβασικό οξύ. Τα σκούρα κόκκινα συμπυκνωμένα υδατικά διαλύματά του αποχρωματίζονται γρήγορα όταν αραιώνονται. Το υπερτεχνητικό αμμώνιο NH 4 TcO 4 είναι άχρωμο και μη υγροσκοπικό στην καθαρή του κατάσταση.
Το μαύρο ίζημα του σουλφιδίου Tc 2 S 7 καταβυθίζεται με υδρόθειο από ένα οξινισμένο υδατικό διάλυμα. Τα σουλφίδια του τεχνητίου είναι αδιάλυτα σε αραιό υδροχλωρικό οξύ.

Εφαρμογή:

Λόγω του γεγονότος ότι είναι δυνατή η συνεχής παραγωγή του μακροβιότερου ισοτόπου 99 Tc από απόβλητα πυρηνικών αντιδραστήρων, δεν μπορεί να αποκλειστεί η πιθανότητα τεχνικής χρήσης του στο μέλλον. Το τεχνήτιο είναι ένας από τους πιο αποτελεσματικούς απορροφητές αργών νετρονίων. Από αυτή την άποψη, θα πρέπει προφανώς να ληφθεί υπόψη η χρήση του για θωράκιση πυρηνικών αντιδραστήρων.
Το ισότοπο Tc χρησιμοποιείται ως σολπομπός στην ιατρική διαγνωστική.
Οι ποσότητες τεχνητίου που παράγονται σήμερα είναι της τάξης των λίγων γραμμαρίων.

Δείτε επίσης:
ΣΙ. Venetsky Περί σπανίων και διάσπαρτων. Ιστορίες για μέταλλα.

Τεχνήτιο(λατ. Technetium), Tc, ραδιενεργό χημικό στοιχείο της ομάδας VII του περιοδικού συστήματος Mendeleev, ατομικός αριθμός 43, ατομική μάζα 98, 9062; μέταλλο, ελατό και όλκιμο.

Η ύπαρξη ενός στοιχείου με ατομικό αριθμό 43 είχε προβλεφθεί από τον D. I. Mendeleev. Το τεχνήτιο ελήφθη τεχνητά το 1937 από τους Ιταλούς επιστήμονες E. Segre και C. Perrier βομβαρδίζοντας πυρήνες μολυβδαινίου με δευτερόνια. πήρε το όνομά του από τα ελληνικά. τεχνητός - τεχνητός.

Το τεχνήτιο δεν έχει σταθερά ισότοπα. Από τα ραδιενεργά ισότοπα (περίπου 20), δύο έχουν πρακτική σημασία: 99 Tc και 99 m Tc με χρόνο ημιζωής, αντίστοιχα, T ½ = 2,12 10 5 χρόνια και T ½ = 6,04 ώρες. Στη φύση, το στοιχείο βρίσκεται σε ασήμαντο ποσότητες - 10 - 10 g σε 1 τόνο πίσσας ουρανίου.

Φυσικές ιδιότητες του τεχνητίου.Το μέταλλο τεχνήτιο σε μορφή σκόνης έχει γκρι χρώμα (θυμίζει Re, Mo, Pt). συμπαγές μέταλλο (πλανάκια λιωμένου μετάλλου, φύλλο, σύρμα) ασημί-γκρι. Το τεχνήτιο σε κρυσταλλική κατάσταση έχει ένα κλειστό εξαγωνικό πλέγμα (a = 2.735Å, c = 4.391Å). σε λεπτά στρώματα (λιγότερο από 150 Å) - ένα κυβικό πλέγμα με επίκεντρο την όψη (a = 3,68 Å). Πυκνότητα τεχνητίου (με εξαγωνικό πλέγμα) 11.487 g/cm 3 ; t pl 2200°C; g δέμα 4700 °C; ηλεκτρική αντίσταση 69·10 -6 ohm·cm (100 °C); θερμοκρασία μετάβασης στην κατάσταση υπεραγωγιμότητας Tc 8,24 K. Το τεχνήτιο είναι παραμαγνητικό. η μαγνητική του επιδεκτικότητα στους 25°C είναι 2,7·10 -4. Η διαμόρφωση του εξωτερικού κελύφους ηλεκτρονίων του ατόμου είναι Tc 4d 5 5s 2. ατομική ακτίνα 1,358 Α; ιοντική ακτίνα Tc 7+ 0,56Å.

Χημικές ιδιότητες του τεχνητίου.Όσον αφορά τις χημικές ιδιότητες, η Tc είναι κοντά στο Mn και ιδιαίτερα στο Re· στις ενώσεις εμφανίζει καταστάσεις οξείδωσης από -1 έως +7. Οι ενώσεις Tc σε κατάσταση οξείδωσης +7 είναι οι πιο σταθερές και καλά μελετημένες. Όταν το τεχνήτιο ή οι ενώσεις του αλληλεπιδρούν με το οξυγόνο, σχηματίζονται τα οξείδια Tc 2 O 7 και TcO 2, με χλώριο και φθόριο - αλογονίδια TcX 6, TcX 5, TcX 4, ο σχηματισμός οξυαλογονιδίων είναι δυνατός, για παράδειγμα TcO 3 X (όπου Το Χ είναι αλογόνο), με θειούχα θειώδη Tc 2 S 7 και TcS 2. Το τεχνήτιο σχηματίζει επίσης τεχνικό οξύ HTcO 4 και τα υπερτεχνικά άλατά του MTcO 4 (όπου το Μ είναι μέταλλο), καρβονύλιο, σύμπλοκες και οργανομεταλλικές ενώσεις. Στη σειρά τάσης, το Technetium βρίσκεται στα δεξιά του υδρογόνου. Δεν αντιδρά με υδροχλωρικό οξύ οποιασδήποτε συγκέντρωσης, αλλά διαλύεται εύκολα σε νιτρικό και θειικό οξύ, aqua regia, υπεροξείδιο του υδρογόνου και βρωμιούχο νερό.

Λήψη τεχνητίου.Η κύρια πηγή τεχνητίου είναι τα απόβλητα της πυρηνικής βιομηχανίας. Η απόδοση των 99 Tc από τη σχάση των 233 U είναι περίπου 6%. Το τεχνήτιο με τη μορφή υπερτεχνικών, οξειδίων και σουλφιδίων εξάγεται από ένα μείγμα προϊόντων σχάσης με εκχύλιση με οργανικούς διαλύτες, μεθόδους ανταλλαγής ιόντων και καταβύθιση ελάχιστα διαλυτών παραγώγων. Το μέταλλο λαμβάνεται με αναγωγή των NH 4 TcO 4, TcO 2, Tc 2 S 7 με υδρογόνο στους 600-1000 ° C ή με ηλεκτρόλυση.

Εφαρμογές Τεχνητίου.Το τεχνήτιο είναι ένα πολλά υποσχόμενο μέταλλο στην τεχνολογία. Μπορεί να βρει εφαρμογές ως καταλύτης, υψηλής θερμοκρασίας και υπεραγώγιμο υλικό. Οι ενώσεις τεχνητίου είναι αποτελεσματικοί αναστολείς της διάβρωσης. Το 99m Tc χρησιμοποιείται στην ιατρική ως πηγή γ-ακτινοβολίας. Το τεχνήτιο είναι επικίνδυνο από την ακτινοβολία· η εργασία με αυτό απαιτεί ειδικό σφραγισμένο εξοπλισμό.

ΟΡΙΣΜΟΣ

Τεχνήτιοπου βρίσκεται στην πέμπτη περίοδο της VII ομάδας της δευτερεύουσας (Β) υποομάδας του Περιοδικού πίνακα.

Αναφέρεται σε στοιχεία ρε-οικογένειες. Μέταλλο. Ονομασία - Tc. Αριθμός σειράς - 43. Σχετική ατομική μάζα - 99 amu.

Ηλεκτρονική δομή του ατόμου του τεχνητίου

Ένα άτομο τεχνητίου αποτελείται από έναν θετικά φορτισμένο πυρήνα (+43), μέσα στον οποίο υπάρχουν 43 πρωτόνια και 56 νετρόνια, και 43 ηλεκτρόνια κινούνται γύρω σε πέντε τροχιές.

Εικ.1. Σχηματική δομή ατόμου τεχνητίου.

Η κατανομή των ηλεκτρονίων μεταξύ των τροχιακών έχει ως εξής:

43Tc) 2) 8) 18) 13) 2 ;

1μικρό 2 2μικρό 2 2Π 6 3μικρό 2 3Π 6 3ρε 10 4μικρό 2 4Π 6 4ρε 5 5μικρό 2 .

Το εξωτερικό επίπεδο ενέργειας του ατόμου του τεχνητίου περιέχει 7 ηλεκτρόνια, τα οποία είναι ηλεκτρόνια σθένους. Το ενεργειακό διάγραμμα της βασικής κατάστασης έχει την ακόλουθη μορφή:

Τα ηλεκτρόνια σθένους ενός ατόμου τεχνητίου μπορούν να χαρακτηριστούν από ένα σύνολο τεσσάρων κβαντικών αριθμών: n(κύριο κβάντο), μεγάλο(τροχιάς), m l(μαγνητικό) και μικρό(γνέθω):

Υποεπίπεδο

Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1

Ασκηση

Ποιο στοιχείο της τέταρτης περιόδου - το χρώμιο ή το σελήνιο - έχει πιο έντονες μεταλλικές ιδιότητες; Καταγράψτε τους ηλεκτρονικούς τύπους τους.

Απάντηση

Ας γράψουμε τις ηλεκτρονικές διαμορφώσεις της βασικής κατάστασης του χρωμίου και του σεληνίου: 24 Κρ 1 μικρό 2 2μικρό 2 2Π 6 3μικρό 2 3Π 6 3 ρε 5 4 μικρό 1 ; 34 Se 1 μικρό 2 2μικρό 2 2Π 6 3μικρό 2 3Π 6 3ρε 10 4 μικρό 2 4 Π 4 . Οι μεταλλικές ιδιότητες είναι πιο έντονες στο σελήνιο παρά στο χρώμιο. Η ακρίβεια αυτής της δήλωσης μπορεί να αποδειχθεί χρησιμοποιώντας τον Περιοδικό Νόμο, σύμφωνα με τον οποίο, όταν κινείται σε μια ομάδα από πάνω προς τα κάτω, οι μεταλλικές ιδιότητες ενός στοιχείου αυξάνονται και οι μη μεταλλικές μειώνονται, γεγονός που οφείλεται στο γεγονός ότι όταν προχωρώντας προς τα κάτω στην ομάδα ενός ατόμου, ο αριθμός των ηλεκτρονικών στοιβάδων σε ένα άτομο αυξάνεται, με αποτέλεσμα τα ηλεκτρόνια σθένους να συγκρατούνται πιο αδύναμα από τον πυρήνα.