โลหะเทคนีเซียม เทคนีเชียม จากอิลเมเนียถึงมาซูเรีย

Technetium (lat. Technetium), Tc, องค์ประกอบทางเคมีกัมมันตภาพรังสีของกลุ่ม VII ของระบบธาตุของ Mendeleev, เลขอะตอม 43, มวลอะตอม 98, 9062; โลหะอ่อนได้และเหนียว

เทคนีเชียมไม่มีไอโซโทปที่เสถียร ในบรรดาไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี (ประมาณ 20) มี 2 ไอโซโทปที่มีความสำคัญในทางปฏิบัติ: 99 Tc และ 99m Tc พร้อมครึ่งชีวิต ตามลำดับ ที 1/2= 2.12 ×10 5 ปี และ ที 1/2 = 6,04 ชม.ตามธรรมชาติแล้วธาตุนี้จะพบได้ในปริมาณเล็กน้อย - 10 -10 ชใน 1 ตน้ำมันดินยูเรเนียม

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี.

โลหะเทคนีเชียมในรูปแบบผงมีสีเทา (ชวนให้นึกถึง Re, Mo, Pt); โลหะขนาดกะทัดรัด (แท่งโลหะหลอม, ฟอยล์, ลวด) สีเทาเงิน เทคนีเชียมในสถานะผลึกมีโครงตาข่ายหกเหลี่ยมอัดแน่น ( ก = 2,735

, с = 4.391); ในชั้นบาง ๆ (น้อยกว่า 150) - โครงตาข่ายตรงกลางลูกบาศก์ ( ก = 3.68? 0.0005); ต. ความหนาแน่น (มีโครงตาข่ายหกเหลี่ยม) 11.487 กรัม/ซม.3, กรุณา 2200? 50?ซ; ไม่เป็นไร 4700?C; ความต้านทานไฟฟ้า 69 * 10 -6 โอห์ม×ซม(100?ซ); อุณหภูมิของการเปลี่ยนไปสู่สถานะของตัวนำยิ่งยวด Tc 8.24 K. เทคนีเซียมเป็นพาราแมกเนติก ความไวต่อแม่เหล็กที่ 25 0 C คือ 2.7 * 10 -4 . โครงร่างของเปลือกอิเล็กตรอนด้านนอกของอะตอม Tc 4 ง 5 5ส 2 ; รัศมีอะตอม 1.358; รัศมีไอออนิก Tc 7+ 0.56

ตามคุณสมบัติทางเคมี Tc อยู่ใกล้กับ Mn และโดยเฉพาะกับ Re ในสารประกอบจะมีสถานะออกซิเดชันตั้งแต่ -1 ถึง +7 สารประกอบ Tc ในสถานะออกซิเดชัน +7 มีความเสถียรและได้รับการศึกษาดีที่สุด เมื่อเทคนีเชียมหรือสารประกอบของมันทำปฏิกิริยากับออกซิเจนจะเกิดออกไซด์ Tc 2 O 7 และ TcO 2 โดยมีคลอรีนและฟลูออรีน - เฮไลด์ TcX 6, TcX 5, TcX 4 การก่อตัวของออกซีเฮไลด์เป็นไปได้เช่น TcO 3 X (โดยที่ X คือฮาโลเจน) โดยมีซัลเฟอร์ - ซัลไฟด์ Tc 2 S 7 และ TcS 2 เทคนีเชียมยังก่อให้เกิดกรดเทคนีเชียม HTcO 4 และเกลือเปอร์เทคเนตของมัน MeTcO 4 (โดยที่ Me เป็นโลหะ) คาร์บอนิล สารประกอบเชิงซ้อน และออร์แกโนเมทัลลิก ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้า เทคนีเชียมจะอยู่ทางขวาของไฮโดรเจน มันไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกที่มีความเข้มข้นใดๆ แต่ละลายได้ง่ายในกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริก น้ำกัดทอง ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และน้ำโบรมีน

ใบเสร็จ.

แหล่งที่มาหลักของเทคนีเชียมคือของเสียจากอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ ผลผลิต 99 Tc จากฟิชชันของ 235 U อยู่ที่ประมาณ 6% เทคนีเชียมในรูปของเพอร์เทคเนต ออกไซด์ และซัลไฟด์ถูกสกัดจากส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ฟิชชันโดยการสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ วิธีแลกเปลี่ยนไอออน และการตกตะกอนของอนุพันธ์ที่ละลายน้ำได้ต่ำ โลหะได้มาจากการลด NH 4 TcO 4, TcO 2, Tc 2 S 7 ด้วยไฮโดรเจนที่ 600-1,000 0 C หรือโดยอิเล็กโทรไลซิส

แอปพลิเคชัน.

เทคนีเชียมเป็นโลหะที่มีแนวโน้มในด้านเทคโนโลยี สามารถค้นหาการใช้งานเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา อุณหภูมิสูง และวัสดุตัวนำยิ่งยวด สารประกอบเทคนีเชียม - สารยับยั้งการกัดกร่อนที่มีประสิทธิภาพ 99m Tc ใช้ในการแพทย์เป็นแหล่งรังสี g . เทคนีเชียมเป็นอันตรายต่อรังสี การใช้เทคนีเชียมต้องใช้อุปกรณ์ปิดผนึกพิเศษ

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบ

ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2389 อาร์. เฮอร์แมน นักเคมีและนักแร่วิทยาซึ่งทำงานในรัสเซีย ได้พบแร่ที่ไม่รู้จักมาก่อนในเทือกเขาอิลเมนในเทือกเขาอูราล ซึ่งเขาเรียกว่าอิตโทริลเมไนต์ นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้พักผ่อนบนลอเรลของเขาและพยายามแยกองค์ประกอบทางเคมีใหม่ออกจากมัน ซึ่งเขาเชื่อว่ามีอยู่ในแร่ แต่ก่อนที่เขาจะมีเวลาเปิดห้องอิลเมเนียม G. Rose นักเคมีชื่อดังชาวเยอรมันก็ "ปิด" มันเสียก่อน ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นถึงความผิดพลาดในงานของเฮอร์แมน

หนึ่งในสี่ของศตวรรษต่อมา อิลเมเนียมก็ปรากฏตัวขึ้นในระดับแนวหน้าของวิชาเคมีอีกครั้ง - มันถูกจดจำในฐานะผู้แข่งขันในบทบาทของ "เอกะ - แมงกานีส" ซึ่งควรจะเป็นสถานที่ว่างในตารางธาตุที่หมายเลข 43 แต่ ชื่อเสียงของอิลเมเนียมนั้น "มัวหมอง" อย่างมากจากผลงานของ G. Rose และแม้ว่าคุณสมบัติหลายอย่างรวมถึงน้ำหนักอะตอมจะค่อนข้างเหมาะสมกับองค์ประกอบหมายเลข 43 แต่ D.I. Mendeleev ไม่ได้ลงทะเบียนไว้ในตารางของเขา ในที่สุดการวิจัยเพิ่มเติมก็ทำให้โลกวิทยาศาสตร์เชื่อเช่นนั้น , อิลเมเนียมนั้นสามารถลงไปในประวัติศาสตร์เคมีได้ก็ต่อเมื่อมีความรุ่งโรจน์อันน่าเศร้าขององค์ประกอบผิด ๆ อย่างหนึ่งเท่านั้น

เนื่องจากสถานที่ศักดิ์สิทธิ์ไม่เคยว่างเปล่า การเรียกร้องสิทธิในการครอบครองจึงปรากฏขึ้นทีละแห่ง Davy, Lucium, Nipponium - พวกมันระเบิดเหมือนฟองสบู่แทบไม่มีเวลาเกิด

แต่ในปี 1925 Ida และ Walter Noddack คู่รักนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันได้ตีพิมพ์ข้อความว่าพวกเขาได้ค้นพบองค์ประกอบใหม่สองชนิด ได้แก่ masurium (หมายเลข 43) และรีเนียม (หมายเลข 75) โชคชะตากลับเป็นผลดีต่อ Renius: เขาถูกต้องตามกฎหมายทันทีและเข้าครอบครองที่อยู่อาศัยที่เตรียมไว้สำหรับเขาทันที แต่โชคลาภหันหลังให้กับมะซูเรียม ทั้งผู้ค้นพบและนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ไม่สามารถยืนยันการค้นพบองค์ประกอบนี้ได้ทางวิทยาศาสตร์ จริงอยู่ Ida Noddak กล่าวว่า "เร็ว ๆ นี้ masurium เช่นรีเนียมจะสามารถซื้อได้ในร้านค้า" แต่อย่างที่ทราบนักเคมีไม่เชื่อคำพูดดังกล่าวและคู่สมรสของ Noddak ก็ไม่สามารถให้หลักฐานอื่นที่น่าเชื่อถือกว่านี้ได้ - ก รายการ "สี่สิบสามเท็จ" เพิ่มผู้แพ้อีกคน

ในช่วงเวลานี้ นักวิทยาศาสตร์บางคนเริ่มมีแนวโน้มที่จะเชื่อว่าไม่ใช่ทุกองค์ประกอบที่ Mendeleev ทำนายไว้ โดยเฉพาะองค์ประกอบหมายเลข 43 นั้นมีอยู่ในธรรมชาติ บางทีพวกมันอาจไม่มีอยู่จริงและไม่จำเป็นต้องเสียเวลาและทำลายหอก? แม้แต่นักเคมีชาวเยอรมันผู้มีชื่อเสียง วิลเฮล์ม พรันเติล ซึ่งคัดค้านการค้นพบมาซูเรียม ก็ยังได้ข้อสรุปนี้

น้องสาวของวิชาเคมีฟิสิกส์นิวเคลียร์ซึ่งในเวลานั้นได้รับอำนาจอย่างแข็งแกร่งแล้วทำให้สามารถชี้แจงปัญหานี้ได้ กฎข้อหนึ่งของวิทยาศาสตร์นี้ (ตั้งข้อสังเกตในยุค 20 โดยนักเคมีโซเวียต S.A. Shchukarev และในที่สุดก็กำหนดในปี 1934 โดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน G. Mattauch) เรียกว่ากฎ Mattauch-Shchukarev หรือกฎข้อห้าม

ความหมายของมันคือโดยธรรมชาติแล้วไอโซบาร์ที่เสถียรสองตัวไม่สามารถดำรงอยู่ได้ ซึ่งมีประจุนิวเคลียร์ที่แตกต่างกันออกไป กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากองค์ประกอบทางเคมีใดๆ มีไอโซโทปเสถียร เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดในตารางจะ “ถูกห้ามอย่างเด็ดขาด” จากการมีไอโซโทปเสถียรที่มีเลขมวลเท่ากัน ในแง่นี้องค์ประกอบหมายเลข 43 โชคไม่ดีอย่างเห็นได้ชัด: เพื่อนบ้านทางซ้ายและขวา - โมลิบดีนัมและรูทีเนียม - ทำให้แน่ใจว่าตำแหน่งงานว่างที่มั่นคงทั้งหมดใน "ดินแดน" ใกล้เคียงเป็นของไอโซโทปของพวกมัน นั่นหมายความว่าธาตุหมายเลข 43 ประสบชะตากรรมที่ยากลำบาก ไม่ว่าจะมีไอโซโทปจำนวนเท่าใด พวกมันล้วนถึงวาระที่จะมีความไม่เสถียร และด้วยเหตุนี้พวกมันจึงต้องสลายตัวอย่างต่อเนื่องทั้งกลางวันและกลางคืน ไม่ว่าพวกเขาต้องการหรือไม่ก็ตาม

มีเหตุผลที่จะสรุปได้ว่าธาตุหมายเลข 43 เคยมีบนโลกในปริมาณที่เห็นได้ชัดเจน แต่ค่อยๆ หายไปราวกับหมอกยามเช้า แล้วเหตุใดในกรณีนี้ ยูเรเนียมและทอเรียมจึงอยู่รอดมาได้จนถึงทุกวันนี้? ท้ายที่สุดแล้วพวกมันยังมีกัมมันตภาพรังสีดังนั้นตั้งแต่วันแรกของชีวิตพวกมันก็สลายตัวอย่างที่พวกเขาพูดช้าๆ แต่ชัวร์? แต่นี่คือคำตอบสำหรับคำถามของเรา: ยูเรเนียมและทอเรียมได้รับการเก็บรักษาไว้เพียงเพราะมันสลายตัวช้าๆ ช้ากว่าองค์ประกอบอื่นๆ ที่มีกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติมาก (และถึงกระนั้น ในระหว่างที่โลกดำรงอยู่ ยูเรเนียมสำรองอยู่ในคลังธรรมชาติของมัน ลดลงประมาณร้อยครั้ง) การคำนวณโดยนักรังสีเคมีชาวอเมริกันแสดงให้เห็นว่าไอโซโทปที่ไม่เสถียรขององค์ประกอบหนึ่งหรืออีกองค์ประกอบหนึ่งมีโอกาสรอดชีวิตในเปลือกโลกตั้งแต่ "การสร้างโลก" จนถึงปัจจุบันก็ต่อเมื่อครึ่งชีวิตของมันเกิน 150 ล้านปี เมื่อมองไปข้างหน้าเราจะบอกว่าเมื่อได้รับไอโซโทปต่างๆ ขององค์ประกอบหมายเลข 43 ปรากฎว่าครึ่งชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่ยืนยาวที่สุดนั้นมีอายุมากกว่าสองล้านครึ่งล้านปีเพียงเล็กน้อยเท่านั้นดังนั้น อะตอมสุดท้ายของมันหยุดดำรงอยู่อย่างเห็นได้ชัดก่อนที่พวกมันจะปรากฏตัวบนโลกเสียอีก โลกของไดโนเสาร์ตัวแรก: ท้ายที่สุดแล้วดาวเคราะห์ของเราได้ "ทำงาน" ในจักรวาลมาประมาณ 4.5 พันล้านปีแล้ว

ดังนั้นหากนักวิทยาศาสตร์ต้องการ "สัมผัส" องค์ประกอบหมายเลข 43 ด้วยมือของตนเอง พวกเขาจะต้องสร้างมันขึ้นมาด้วยมือเดียวกัน เนื่องจากธรรมชาติได้รวมองค์ประกอบนี้ไว้ในรายการองค์ประกอบที่หายไปมานานแล้ว แต่วิทยาศาสตร์ทำหน้าที่ดังกล่าวได้หรือไม่?

ใช่บนไหล่ สิ่งนี้ได้รับการพิสูจน์โดยการทดลองครั้งแรกในปี 1919 โดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Ernest Rutherford เขาระดมยิงนิวเคลียสของอะตอมไนโตรเจนอย่างดุเดือด โดยอะตอมเรเดียมที่สลายตัวอยู่ตลอดเวลาทำหน้าที่เป็นอาวุธ และอนุภาคแอลฟาที่เป็นผลออกมาทำหน้าที่เป็นขีปนาวุธ ผลจากการปอกเปลือกเป็นเวลานาน นิวเคลียสของอะตอมไนโตรเจนจึงถูกเติมด้วยโปรตอนและกลายเป็นออกซิเจน

การทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ดทำให้นักวิทยาศาสตร์ติดอาวุธด้วยปืนใหญ่พิเศษ: ด้วยความช่วยเหลือมันเป็นไปไม่ได้ที่จะไม่ทำลาย แต่เพื่อสร้าง - เพื่อเปลี่ยนสสารบางอย่างให้เป็นสารอื่นเพื่อรับองค์ประกอบใหม่

แล้วทำไมไม่ลองหาองค์ประกอบหมายเลข 43 ด้วยวิธีนี้ดูล่ะ? เอมิลิโอ เซเกร นักฟิสิกส์หนุ่มชาวอิตาลีได้เข้ามาแก้ไขปัญหานี้ ในช่วงต้นทศวรรษที่ 30 เขาทำงานที่มหาวิทยาลัยแห่งโรมภายใต้การนำของ Enrico Fermi ผู้โด่งดังในขณะนั้น ร่วมกับ "เด็กชาย" คนอื่น ๆ (ตามที่ Fermi พูดติดตลกว่านักเรียนที่มีความสามารถของเขา) Segre มีส่วนร่วมในการทดลองเกี่ยวกับการฉายรังสีนิวตรอนของยูเรเนียมและแก้ไขปัญหาอื่น ๆ อีกมากมายของฟิสิกส์นิวเคลียร์ แต่นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ได้รับข้อเสนอที่น่าดึงดูด - ให้เป็นหัวหน้าภาควิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยปาแลร์โม เมื่อเขามาถึงเมืองหลวงเก่าของซิซิลี เขารู้สึกผิดหวัง: ห้องทดลองที่เขาจะต้องเป็นผู้นำนั้นดูเรียบง่ายและรูปลักษณ์ภายนอกไม่เอื้อต่อการหาประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์เลย

แต่ความปรารถนาของ Segre ที่จะเจาะลึกเข้าไปในความลับของอะตอมนั้นยิ่งใหญ่มาก ในฤดูร้อนปี 1936 เขาข้ามมหาสมุทรเพื่อเยี่ยมชมเมืองเบิร์กลีย์ในอเมริกา ที่นี่ในห้องปฏิบัติการรังสีของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ไซโคลตรอนซึ่งเป็นเครื่องเร่งอนุภาคอะตอมที่คิดค้นโดยเออร์เนสต์ ลอว์เรนซ์ ได้ใช้งานมาหลายปีแล้ว ทุกวันนี้อุปกรณ์ขนาดเล็กนี้ดูเหมือนสำหรับนักฟิสิกส์เหมือนกับของเล่นเด็ก แต่ในเวลานั้นไซโคลตรอนเครื่องแรกของโลกกระตุ้นความชื่นชมและความอิจฉาของนักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการอื่น ๆ (ในปี 1939 E. Lawrence ได้รับรางวัลโนเบลจากการสร้างสรรค์)

เทคนีเชียม(lat. เทคนีเชียม), Te, องค์ประกอบทางเคมีกัมมันตรังสีของกลุ่ม VII ของระบบธาตุของ Mendeleev, เลขอะตอม 43, มวลอะตอม 98, 9062; โลหะอ่อนได้และเหนียว

การมีอยู่ขององค์ประกอบที่มีเลขอะตอม 43 ทำนายโดย D. I. Mendeleev T. ได้รับการประดิษฐ์ขึ้นในปี 1937 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี E. เซเกรและ K. Perrier ระหว่างการทิ้งระเบิดนิวเคลียสโมลิบดีนัมด้วยดิวเทอรอน; ได้รับชื่อมาจากภาษากรีก technet o s - ประดิษฐ์

T. ไม่มีไอโซโทปเสถียร ในบรรดาไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี (ประมาณ 20) มี 2 ไอโซโทปที่มีความสำคัญในทางปฏิบัติ: 99 Tc และ 99m tc พร้อมครึ่งชีวิต ตามลำดับ ที 1/2 = 2,12 ? 10 5 ปีและ เสื้อ 1/2 = 6,04 ชม.ตามธรรมชาติแล้วธาตุนี้จะพบได้ในปริมาณเล็กน้อย - 10 -10 ชใน 1 ตน้ำมันดินยูเรเนียม

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี . โลหะ T. ในรูปแบบผงมีสีเทา (ชวนให้นึกถึง re, mo, pt); โลหะขนาดกะทัดรัด (แท่งโลหะหลอม, ฟอยล์, ลวด) สีเทาเงิน T. ในสถานะผลึกมีโครงตาข่ายหกเหลี่ยมบรรจุปิด ( ก= 2.735 å, c = 4.391 å); ในชั้นบาง ๆ (น้อยกว่า 150 å) - โครงตาข่ายที่อยู่ตรงกลางลูกบาศก์ ( ก = 3.68 ± 0.0005 å); ต. ความหนาแน่น (มีโครงตาข่ายหกเหลี่ยม) 11.487 กรัม/ซม.3,กรุณา 2200 ± 50 องศาเซลเซียส; ไม่เป็นไร 4700 องศาเซลเซียส; ความต้านทานไฟฟ้า 69 10 -6 โอ้? ซม(100 องศาเซลเซียส); อุณหภูมิของการเปลี่ยนไปสู่สถานะของตัวนำยิ่งยวด Tc 8.24 K. T. พาราแมกเนติก; ความไวต่อสนามแม่เหล็กที่อุณหภูมิ 25°C คือ 2.7 10 -4 . โครงร่างของเปลือกอิเล็กตรอนด้านนอกของอะตอม Tc 4 ง 5 5 ส 2 ; รัศมีอะตอม 1.358 å; รัศมีไอออนิก Tc 7+ 0.56 å.

ในแง่ของคุณสมบัติทางเคมี tc อยู่ใกล้กับ mn และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง re ในสารประกอบจะมีสถานะออกซิเดชันตั้งแต่ -1 ถึง +7 สารประกอบ Tc ในสถานะออกซิเดชัน +7 มีความเสถียรและได้รับการศึกษาดีที่สุด เมื่อ T. หรือสารประกอบของมันทำปฏิกิริยากับออกซิเจนจะเกิดออกไซด์ tc 2 o 7 และ tco 2 โดยมีคลอรีนและฟลูออรีน - เฮไลด์ TcX 6, TcX 5, TcX 4 การก่อตัวของออกซีเฮไลด์เป็นไปได้เช่น TcO 3 X ( โดยที่ X คือฮาโลเจน) โดยมีซัลเฟอร์ - ซัลไฟด์ tc 2 s 7 และ tcs 2 T. ยังก่อให้เกิดกรดเทคนิค htco 4 และเกลือเปอร์เทคเนตของมัน mtco 4 (โดยที่ M คือโลหะ) คาร์บอนิล สารประกอบเชิงซ้อน และสารประกอบออร์แกโนเมทัลลิก ในอนุกรมของแรงดันไฟฟ้า T. อยู่ทางด้านขวาของไฮโดรเจน มันไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกที่มีความเข้มข้นใดๆ แต่ละลายได้ง่ายในกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริก น้ำกัดทอง ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และน้ำโบรมีน

ใบเสร็จ. แหล่งที่มาหลักของ T. คือของเสียจากอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ อัตราผลตอบแทน 99 tc เมื่อหาร 235 u อยู่ที่ประมาณ 6% T. ถูกสกัดจากส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ฟิชชันในรูปของเปอร์เทคเนต ออกไซด์ และซัลไฟด์ โดยการสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ วิธีแลกเปลี่ยนไอออน และการตกตะกอนของอนุพันธ์ที่ละลายน้ำได้ต่ำ โลหะได้มาจากการรีดิวซ์ด้วยไฮโดรเจน nh 4 tco 4, tco 2, tc 2 s 7 ที่อุณหภูมิ 600-1,000 °C หรือโดยอิเล็กโทรไลซิส

แอปพลิเคชัน. T. เป็นโลหะที่มีแนวโน้มในด้านเทคโนโลยี สามารถค้นหาการใช้งานเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา อุณหภูมิสูง และวัสดุตัวนำยิ่งยวด สารประกอบ T. มีฤทธิ์ยับยั้งการกัดกร่อน 99m tc ใช้ในการแพทย์เป็นแหล่งรังสี g . T. เป็นอันตรายต่อรังสีการทำงานกับมันต้องใช้อุปกรณ์ปิดผนึกพิเศษ .

ความหมาย: Kotegov K.V. , Pavlov O.N. , Shvedov V.P. , Technetius, M. , 1965; การได้รับ Tc 99 ในรูปของโลหะและสารประกอบจากขยะอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ ในหนังสือ: การผลิตไอโซโทป, M., 1973

Segrè ได้รับครั้งแรกในปี 1937 โดยการทิ้งระเบิดเป้าหมายโมลิบดีนัมด้วยดิวเทอรอน เมื่อได้รับเทียมครั้งแรกมันถูกเรียกว่าเทคนีเชียม (เทคนีเซียมจาก เทคนิค- ศิลปะ). ตามกฎว่าด้วยความเสถียรของนิวเคลียสพบว่าไม่เสถียร ต่อมาได้รับไอโซโทปเทียมของเทคนีเชียมอีกหลายชนิด ล้วนไม่มั่นคงเช่นกัน ไอโซโทปของเทคนีเชียมที่มีอายุยาวนานที่สุด ซึ่งพบในปี 1947 ในบรรดาผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวของยูเรเนียม (99 Tg) มีค่าครึ่งชีวิตประมาณ ~2 10 5 ปี. โลกมีอายุมากกว่าประมาณ 10,000 เท่า จากนี้ไปแม้ว่าเทคนีเชียมจะบรรจุอยู่ในเปลือกโลกในตอนแรก แต่ก็ควรจะหายไปในช่วงเวลานี้ อย่างไรก็ตาม Parker และ Kuroda (Parker, Kuroda, 1956) สามารถพิสูจน์ได้ว่ายูเรเนียมธรรมชาติมีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของโมลิบดีนัม 99 Mo ในปริมาณที่น้อยมากซึ่งมีครึ่งชีวิต 67 ชั่วโมงและเป็นผลให้ ข-ผุพังกลายเป็น 99 Ts สิ่งนี้บ่งชี้ว่า 99 Tc ผลิตอย่างต่อเนื่องโดยการสลายตัวของนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นเองที่ 238 U ดังนั้น เห็นได้ชัดว่าเทคนีเชียมมีอยู่จริงในธรรมชาติ แม้ว่าจะยังไม่ได้ค้นพบโดยตรงก็ตาม

ใบเสร็จ:

ไอโซโทป 99 Tc นั้นได้มาในปริมาณที่เห็นได้ชัดเจนเนื่องจากเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวของยูเรเนียมในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และยังเนื่องมาจากกัมมันตภาพรังสีที่อ่อนแอ ในรูปของ Tc 2 S 7 จะถูกตกตะกอนด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์จากสารละลายที่เป็นกรดด้วยกรดไฮโดรคลอริก ตะกอนแบล็กซัลไฟด์จะถูกละลายในสารละลายแอมโมเนียของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และสารประกอบที่ได้ซึ่งก็คือแอมโมเนียมเปอร์เทคเนเตต NH 4 TcO 4 จะถูกเผาในกระแสไฮโดรเจนที่อุณหภูมิ 600°
โลหะเทคนีเชียมสามารถแยกออกจากสารละลายที่เป็นกรดได้อย่างง่ายดายด้วยไฟฟ้า

คุณสมบัติทางกายภาพ:

เทคนีเชียมเป็นโลหะสีเทาเงิน ตกผลึกตามข้อมูลของดวงจันทร์ (มูนีย์, 1947) ในโครงตาข่ายที่มีการปิดล้อมหกเหลี่ยม (a = 2.735, c = 4.388 A°)

คุณสมบัติทางเคมี:

คุณสมบัติทางเคมีของเทคนีเชียมนั้นคล้ายคลึงกับรีเนียมมากและมีความคล้ายคลึงกับโมลิบดีนัมซึ่งเป็นเพื่อนบ้านในตารางธาตุ กรณีนี้ใช้เมื่อทำงานกับเทคนีเชียมในปริมาณเล็กน้อย มันไม่ละลายในกรดไฮโดรคลอริกหรือสารละลายอัลคาไลน์ของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ แต่ละลายได้ง่ายในกรดไนตริกและน้ำกัดทอง เมื่อถูกความร้อนในกระแสออกซิเจน มันจะเผาไหม้กลายเป็นเฮปทอกไซด์ที่ระเหยได้สีเหลืองอ่อน Tc 2 O 7 .

การเชื่อมต่อที่สำคัญที่สุด:

Tc 2 O 7 เมื่อละลายในน้ำจะเกิดกรดเทคนีเชียม (“เปอร์เทคเนติก”) HTcO 4 ซึ่งเมื่อสารละลายถูกระเหยสามารถแยกได้ในรูปของผลึกสีแดงเข้มเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า NTso 4 เป็นกรดโมโนเบสิกชนิดเข้มข้น สารละลายน้ำที่มีความเข้มข้นสีแดงเข้มจะเปลี่ยนสีอย่างรวดเร็วเมื่อเจือจาง แอมโมเนียม เปอร์เทคเนเตต NH 4 TcO 4 ไม่มีสีและไม่ดูดความชื้นในสถานะบริสุทธิ์
การตกตะกอนสีดำของ Tc 2 S 7 ซัลไฟด์ถูกตกตะกอนด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์จากสารละลายในน้ำที่เป็นกรด เทคนีเชียมซัลไฟด์ไม่ละลายในกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง

แอปพลิเคชัน:

เนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่จะสร้างการผลิตไอโซโทปที่มีอายุยาวนานที่สุด 99 Tc อย่างต่อเนื่องจากของเสียจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ จึงไม่สามารถตัดความเป็นไปได้ในการใช้งานทางเทคนิคในอนาคตได้ เทคนีเชียมเป็นหนึ่งในตัวดูดซับนิวตรอนช้าที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด ในเรื่องนี้ เราควรคำนึงถึงการใช้เพื่อป้องกันเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อย่างชัดเจน
ไอโซโทป Tc ถูกใช้เป็น กอีซีแอลในการวินิจฉัยทางการแพทย์
ปริมาณเทคนีเชียมที่ผลิตในปัจจุบันอยู่ในลำดับไม่กี่กรัม

ดูสิ่งนี้ด้วย:
เอสไอ Venetsky เกี่ยวกับของหายากและกระจัดกระจาย เรื่องราวเกี่ยวกับโลหะ

เทคนีเชียม(lat. Technetium), Tc, องค์ประกอบทางเคมีกัมมันตรังสีของกลุ่ม VII ของระบบธาตุของ Mendeleev, เลขอะตอม 43, มวลอะตอม 98, 9062; โลหะอ่อนได้และเหนียว

การมีอยู่ขององค์ประกอบที่มีเลขอะตอม 43 ทำนายโดย D. I. Mendeleev เทคนีเชียมได้รับมาอย่างเทียมในปี 1937 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี อี. ซีเกร และ ซี. เพอร์ริเยร์ โดยการระดมยิงนิวเคลียสโมลิบดีนัมด้วยดิวเทอรอน; ได้รับชื่อมาจากภาษากรีก เทคนีโทส - ประดิษฐ์

เทคนีเชียมไม่มีไอโซโทปที่เสถียร ในบรรดาไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี (ประมาณ 20) มีสองไอโซโทปที่มีความสำคัญในทางปฏิบัติ: 99 Tc และ 99m Tc โดยมีครึ่งชีวิตตามลำดับ T ½ = 2.12 · 10 5 ปี และ T ½ = 6.04 ชั่วโมง ในธรรมชาติ องค์ประกอบนี้จะพบได้ในขนาดเล็ก ปริมาณ - 10 - 10 กรัมในน้ำมันดินยูเรเนียม 1 ตัน

คุณสมบัติทางกายภาพของเทคนีเชียมโลหะเทคนีเชียมในรูปแบบผงมีสีเทา (ชวนให้นึกถึง Re, Mo, Pt); โลหะขนาดกะทัดรัด (แท่งโลหะหลอม, ฟอยล์, ลวด) สีเทาเงิน เทคนีเชียมในสถานะผลึกมีโครงตาข่ายหกเหลี่ยมอัดแน่น (a = 2.735Å, c = 4.391Å) ในชั้นบาง ๆ (น้อยกว่า 150 Å) - ตาข่ายลูกบาศก์ตรงกลางใบหน้า (a = 3.68 Å) ความหนาแน่นของเทคนีเชียม (มีตะแกรงหกเหลี่ยม) 11.487 g/cm 3 ; อุณหภูมิสูงสุด 2200°C; กรัมก้อน 4700 °C; ความต้านทานไฟฟ้า 69·10 -6 โอห์ม·ซม. (100 °C); อุณหภูมิของการเปลี่ยนไปสู่สถานะของตัวนำยิ่งยวด Tc 8.24 K. เทคนีเซียมเป็นพาราแมกเนติก ความไวต่อสนามแม่เหล็กที่อุณหภูมิ 25°C คือ 2.7·10 -4 โครงร่างของเปลือกอิเล็กตรอนด้านนอกของอะตอมคือ Tc 4d 5 5s 2; รัศมีอะตอม 1.358Å; รัศมีไอออนิก Tc 7+ 0.56Å

คุณสมบัติทางเคมีของเทคนีเชียมในแง่ของคุณสมบัติทางเคมี Tc อยู่ใกล้กับ Mn และโดยเฉพาะกับ Re ในสารประกอบจะมีสถานะออกซิเดชันตั้งแต่ -1 ถึง +7 สารประกอบ Tc ในสถานะออกซิเดชัน +7 มีความเสถียรและได้รับการศึกษาดีที่สุด เมื่อเทคนีเชียมหรือสารประกอบของมันทำปฏิกิริยากับออกซิเจนจะเกิดออกไซด์ Tc 2 O 7 และ TcO 2 โดยมีคลอรีนและฟลูออรีน - เฮไลด์ TcX 6, TcX 5, TcX 4 การก่อตัวของออกซีเฮไลด์เป็นไปได้เช่น TcO 3 X (โดยที่ X คือฮาโลเจน) โดยมีซัลเฟอร์ - ซัลไฟด์ Tc 2 S 7 และ TcS 2 เทคนีเชียมยังก่อให้เกิดกรดเทคเนติก HTcO 4 และเกลือเปอร์เทคเนตของมัน MTcO 4 (โดยที่ M คือโลหะ), คาร์บอนิล, สารประกอบเชิงซ้อนและออร์แกโนเมทัลลิก ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้า เทคนีเชียมจะอยู่ทางขวาของไฮโดรเจน มันไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกที่มีความเข้มข้นใดๆ แต่ละลายได้ง่ายในกรดไนตริกและกรดซัลฟูริก น้ำกัดทอง ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และน้ำโบรมีน

การได้รับเทคนีเชียมแหล่งที่มาหลักของเทคนีเชียมคือของเสียจากอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ ผลผลิต 99 Tc จากฟิชชันของ 233 U อยู่ที่ประมาณ 6% เทคนีเชียมในรูปของเพอร์เทคเนต ออกไซด์ และซัลไฟด์ถูกสกัดจากส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ฟิชชันโดยการสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ วิธีแลกเปลี่ยนไอออน และการตกตะกอนของอนุพันธ์ที่ละลายน้ำได้ต่ำ โลหะได้มาจากการลด NH 4 TcO 4, TcO 2, Tc 2 S 7 ด้วยไฮโดรเจนที่ 600-1,000 ° C หรือโดยอิเล็กโทรไลซิส

การประยุกต์เทคนีเชียมเทคนีเชียมเป็นโลหะที่มีแนวโน้มในด้านเทคโนโลยี สามารถค้นหาการใช้งานเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา อุณหภูมิสูง และวัสดุตัวนำยิ่งยวด สารประกอบเทคนีเชียมเป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนที่มีประสิทธิภาพ 99m Tc ใช้ในทางการแพทย์เป็นแหล่งรังสี γ เทคนีเชียมเป็นอันตรายต่อรังสี การใช้เทคนีเชียมต้องใช้อุปกรณ์ปิดผนึกพิเศษ

คำนิยาม

เทคนีเชียมตั้งอยู่ในคาบที่ห้าของกลุ่มที่ 7 ของกลุ่มย่อยรอง (B) ของตารางธาตุ

หมายถึงองค์ประกอบ ง-ครอบครัว โลหะ. การกำหนด - Tc หมายเลขซีเรียล - 43 มวลอะตอมสัมพัทธ์ - 99 อามู

โครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมเทคนีเชียม

อะตอมเทคนีเชียมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุบวก (+43) ภายในประกอบด้วยโปรตอน 43 ตัว และนิวตรอน 56 ตัว และอิเล็กตรอน 43 ตัวเคลื่อนที่ในวงโคจร 5 รอบ

รูปที่ 1. โครงสร้างแผนผังของอะตอมเทคนีเชียม

การกระจายตัวของอิเล็กตรอนระหว่างออร์บิทัลมีดังนี้:

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

1ส 2 2ส 2 2พี 6 3ส 2 3พี 6 3ง 10 4ส 2 4พี 6 4ง 5 5ส 2 .

ระดับพลังงานภายนอกของอะตอมเทคนีเชียมประกอบด้วยอิเล็กตรอน 7 ตัว ซึ่งเป็นเวเลนซ์อิเล็กตรอน แผนภาพพลังงานของสถานะกราวด์มีรูปแบบดังต่อไปนี้:

เวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมเทคนีเชียมสามารถกำหนดลักษณะเฉพาะได้ด้วยชุดตัวเลขควอนตัมสี่ชุด: n(ควอนตัมหลัก) ล(วงโคจร), ม.ล(แม่เหล็ก) และ ส(หมุน):

ระดับย่อย

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ออกกำลังกาย

องค์ประกอบใดในช่วงที่สี่ - โครเมียมหรือซีลีเนียม - มีคุณสมบัติทางโลหะเด่นชัดกว่า เขียนสูตรอิเล็กทรอนิกส์ของพวกเขา

คำตอบ

ให้เราเขียนการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของสถานะกราวด์ของโครเมียมและซีลีเนียม: 24 โคร 1 ส 2 2ส 2 2พี 6 3ส 2 3พี 6 3 ง 5 4 ส 1 ; 34 ก. 1 ส 2 2ส 2 2พี 6 3ส 2 3พี 6 3ง 10 4 ส 2 4 พี 4 . คุณสมบัติของโลหะมีความเด่นชัดในซีลีเนียมมากกว่าในโครเมียม ความจริงของข้อความนี้สามารถพิสูจน์ได้โดยใช้กฎธาตุซึ่งเมื่อเคลื่อนที่ในกลุ่มจากบนลงล่างคุณสมบัติโลหะขององค์ประกอบจะเพิ่มขึ้นและคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะลดลงซึ่งเป็นผลมาจากความจริงที่ว่าเมื่อ เมื่อเคลื่อนกลุ่มลงมาในอะตอม จำนวนชั้นอิเล็กทรอนิกส์ในอะตอมจะเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นผลให้เวเลนซ์อิเล็กตรอนถูกยึดไว้โดยแกนกลางน้อยลง