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锝（Technetium），元(yuan)素符號(hao)Tc，原子序(xu)數(shu)為43，原子量為97.9072，在元(yuan)素周期(qi)表中屬ⅦB族，單(dan)質(zhi)為銀白色金屬。

1937年(nian)，由(you)美國加州(zhou)大(da)學伯克(ke)利分校物理學家(jia)歐內斯特·勞倫(lun)斯，使(shi)用回旋加速器加速含有一個(ge)質子的氘原子核去(qu)“轟擊”42號(hao)元(yuan)素(su)鉬，制(zhi)得了43號(hao)新元(yuan)素(su)锝。然后(hou)送給兩位意大(da)利化學家(jia)佩里(li)埃（C.Perrier）和埃米利奧·吉諾·塞格雷(lei)（E.G.Segré）鑒定，最(zui)后(hou)由(you)兩位化學家(jia)向(xiang)世界宣布锝元(yuan)素(su)的發(fa)現。它(ta)是(shi)第一個(ge)用人工方法制(zhi)得的元(yuan)素(su)，所以(yi)按希臘文Technetos（人造）命名為(wei)Technetium。

研究簡史

锝(de)(de)(de)(de)是(shi)首個以(yi)(yi)人工方法(fa)制得的(de)元(yuan)(yuan)素，其(qi)主要來源為反應堆(dui)中鈾裂變產物。用(yong)氫(qing)在500~600℃還(huan)原硫化锝(de)(de)(de)(de)（Tc2S7）或過(guo)锝(de)(de)(de)(de)酸銨，可得金屬锝(de)(de)(de)(de)。在硫酸溶液中電解過(guo)锝(de)(de)(de)(de)酸銨也可析(xi)出金屬锝(de)(de)(de)(de)。锝(de)(de)(de)(de)的(de)性質與同族(zu)元(yuan)(yuan)素錸相似。高溫下(xia)锝(de)(de)(de)(de)與氧生(sheng)成揮發性的(de)氧化物Tc2O7。常見同位素Tc-97的(de)半衰期為260萬年(nian)，可用(yong)作制備β射線標準源。少量的(de)（約5×10-5mol）過(guo)锝(de)(de)(de)(de)酸銨可使鋼(gang)材的(de)腐蝕大為減慢。锝(de)(de)(de)(de)和锝(de)(de)(de)(de)鉬合金具有良好的(de)超導性質。1960年(nian)以(yi)(yi)前(qian)，锝(de)(de)(de)(de)只能(neng)小(xiao)量生(sheng)產，價(jia)格曾高達2800美元(yuan)(yuan)/克；70年(nian)代末已能(neng)進行千克量級(ji)生(sheng)產，價(jia)格已下(xia)降到60美元(yuan)(yuan)/克以(yi)(yi)下(xia)。

門捷列(lie)夫(fu)在(zai)(zai)建(jian)立元(yuan)(yuan)素(su)(su)周期系(xi)的(de)時候，曾經預言(yan)它(ta)(ta)的(de)存在(zai)(zai)，命(ming)(ming)(ming)名(ming)它(ta)(ta)為(wei)eka-manganese（類錳(meng)）。莫(mo)斯(si)(si)萊確定了(le)(le)它(ta)(ta)的(de)原子序(xu)數為(wei)43。其實，有(you)關這(zhe)(zhe)個(ge)元(yuan)(yuan)素(su)(su)發(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)報告(gao)(gao)早在(zai)(zai)門捷列(lie)夫(fu)建(jian)立元(yuan)(yuan)素(su)(su)周期系(xi)以(yi)前就開(kai)始(shi)了(le)(le)。在(zai)(zai)1846年(nian)，俄(e)羅斯(si)(si)蓋爾曼聲稱(cheng)(cheng)，從黑色鈦(tai)鐵(tie)礦中(zhong)發(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)了(le)(le)這(zhe)(zhe)個(ge)元(yuan)(yuan)素(su)(su)，就以(yi)這(zhe)(zhe)個(ge)礦石的(de)名(ming)稱(cheng)(cheng)命(ming)(ming)(ming)名(ming)它(ta)(ta)為(wei)ilmenium，并且測定了(le)(le)它(ta)(ta)的(de)原子量約104.6，敘(xu)述了(le)(le)它(ta)(ta)的(de)一(yi)(yi)些(xie)性(xing)質與錳(meng)相(xiang)似。接(jie)著(zhu)，1877年(nian)，俄(e)羅斯(si)(si)圣(sheng)彼得堡(bao)的(de)化(hua)學(xue)(xue)工程師克(ke)恩發(fa)表發(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)了(le)(le)一(yi)(yi)種占據(ju)鉬和釕之間的(de)新(xin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)報告(gao)(gao)，其原子量經測定等于100。但它(ta)(ta)卻被(bei)另(ling)一(yi)(yi)些(xie)化(hua)學(xue)(xue)家(jia)證(zheng)明是(shi)銥(yi)、銠和鐵(tie)的(de)混合物。亞洲(zhou)的(de)化(hua)學(xue)(xue)家(jia)們(men)也(ye)不甘落后，在(zai)(zai)1908年(nian)，日本化(hua)學(xue)(xue)家(jia)小川聲稱(cheng)(cheng)從方釷石中(zhong)發(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)并命(ming)(ming)(ming)名(ming)為(wei)nipponium；到1924年(nian)，又有(you)化(hua)學(xue)(xue)家(jia)報告(gao)(gao)，利用(yong)X射(she)線(xian)光譜分析從錳(meng)礦中(zhong)發(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)了(le)(le)這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)，命(ming)(ming)(ming)名(ming)為(wei)moseleyum。遲至1925年(nian)，德國科學(xue)(xue)家(jia)也(ye)宣布，在(zai)(zai)鈮(ni)鐵(tie)礦中(zhong)發(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)了(le)(le)這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)。但這(zhe)(zhe)些(xie)發(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)都沒有(you)被(bei)證(zheng)實和承認。

于是(shi)43號元(yuan)素(su)被(bei)認為(wei)是(shi)“失蹤了”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)。后來(lai)，物(wu)(wu)理學(xue)家(jia)們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“同(tong)(tong)位(wei)素(su)統(tong)計規(gui)則”解釋了它(ta)“失蹤”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緣由。這個(ge)規(gui)則是(shi)1924年前(qian)蘇聯學(xue)者蘇卡列夫提出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，在(zai)1934年被(bei)德國物(wu)(wu)理學(xue)家(jia)馬陶赫確定。根據這個(ge)規(gui)則，不(bu)能有(you)核電荷僅僅相差一個(ge)單位(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定同(tong)(tong)量(liang)素(su)存在(zai)。同(tong)(tong)量(liang)素(su)是(shi)指(zhi)質(zhi)量(liang)數相同(tong)(tong)而原子(zi)序數不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原子(zi)，如Ar-40、K-40、Ca-40都有(you)相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)40。由于它(ta)們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原子(zi)序數不(bu)同(tong)(tong)，所以它(ta)們(men)(men)處在(zai)元(yuan)素(su)周(zhou)期表不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)上(shang)，因而又稱異位(wei)素(su)。锝前(qian)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩個(ge)元(yuan)素(su)鉬(mu)（42）、釕(liao)（44）分別有(you)一連串質(zhi)量(liang)數94~102之間(jian)穩(wen)定同(tong)(tong)位(wei)素(su)存在(zai)，所以再也不(bu)能有(you)锝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定同(tong)(tong)位(wei)素(su)存在(zai)，因為(wei)锝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)數應當是(shi)在(zai)這些質(zhi)量(liang)數之間(jian)。

在(zai)1936-1937年(nian)首先(xian)實(shi)現了人工方法(fa)制取它(ta)。1936年(nian)底(di)意大(da)(da)利(li)年(nian)輕的(de)(de)物(wu)理學(xue)家謝格爾到美(mei)國伯克利(li)（Berkeley）進修(xiu)。他利(li)用那里(li)一臺(tai)先(xian)進的(de)(de)回旋加速器，用氘核(he)照(zhao)射鉬，并(bing)把照(zhao)射過(guo)的(de)(de)鉬帶回意大(da)(da)利(li)帕勒(le)莫（Palerma）大(da)(da)學(xue)。他在(zai)化學(xue)教授彼利(li)埃(ai)協助下，經歷近(jin)半(ban)年(nian)時間(jian)，分離出(chu)10-10克的(de)(de)Tc-99，并(bing)確定(ding)新元(yuan)素的(de)(de)性(xing)質與錸非常相(xiang)似，而與錳(meng)的(de)(de)相(xiang)似程(cheng)度較(jiao)差。隨后，二人從(cong)鈾(you)(you)的(de)(de)裂變產(chan)物(wu)中得到锝的(de)(de)許多同(tong)位素，自然界僅(jin)發(fa)現極(ji)少量的(de)(de)锝-99；已發(fa)現質量數90～110的(de)(de)全部锝同(tong)位素。在(zai)1962年(nian)，B.T.Kenna及P.K.Kurod在(zai)非洲的(de)(de)一個八水化三鈾(you)(you)礦中，從(cong)鈾(you)(you)-238的(de)(de)裂變物(wu)之中，找到了微量的(de)(de)锝-99。

锝長久以來折磨著(zhu)化學家們，因為不能(neng)找到(dao)它(ta)。我們現在(zai)知(zhi)道它(ta)所有的(de)(de)(de)同(tong)位(wei)素都是(shi)放射性的(de)(de)(de)，而(er)且任何來自(zi)地球(qiu)地殼的(de)(de)(de)這種元素的(de)(de)(de)礦物早已衰(shuai)變。（其壽(shou)命(ming)最長的(de)(de)(de)同(tong)位(wei)素的(de)(de)(de)半(ban)衰(shuai)期是(shi)4百萬年。）即(ji)便如此，有些锝原子會在(zai)鈾發生核裂(lie)變產生，一噸(dun)鈾只有約1毫(hao)克锝。在(zai)20世紀20年代聲明發現了這個元素，或者說至(zhi)少是(shi)觀察到(dao)了它(ta)的(de)(de)(de)光譜了，不能(neng)被完全低(di)估。

锝(de)是(shi)由Emilio Segrè于(yu)1937年在意大利被(bei)發現的(de)。他(ta)研究來自加(jia)利福尼亞的(de)鉬，這需要暴露(lu)在高能量的(de)輻(fu)射中，他(ta)發現锝(de)出現了并(bing)分離了它，今天(tian)，這種元素從廢核燃料棒中成噸提取。

理化性質

物理性質

元素名稱：锝

元素符號：Tc

元素原子(zi)量：97.9072（Tc-98）；96.906365358（Tc-97）

元素(su)類別：放射性金屬元素(su)

原子序數：43

質子數：43

周期：第五周期

族：VII B族

核電荷數：43

外層(ceng)電子(zi)層(ceng)排布：4d55s2

電子層：K-L-M-N-O

電離能：

第一電(dian)離能：702kJ/mol；

第二電(dian)離能：1472kJ/mol；

第三(san)電離能：2850kJ/mol；

第(di)四(si)電離能：4100kJ/mol；

第五電離能(neng)：5700kJ/mol；

第六電(dian)離(li)能：7300kJ/mol；

第七電離能：9100kJ/mol。

氧化態(tai)：+4、+5、+6、+7

晶體結構(gou)：密排六方晶胞

晶胞參數(shu)：a=273.5pm；b=273.5pm；c=438.8pm

α=90°；β=90°；γ=120°。

外觀：銀白色金屬

熔點：2157℃

沸點：4265℃

密度：11.49g/cm3

地殼豐(feng)度：5×10-16%

摩爾(er)體積(ji)：8.52cm3/mol

受拉屈服強度：1.29GPa

極限(xian)抗拉強(qiang)度：1.51GPa

導熱率：51W/(m K)

電(dian)阻率：2×10-7Ωm

電導率：5×106S/m

磁性特征：順磁性

電負性：1.9（鮑(bao)林(lin)標度）

原子(zi)半徑：135pm

電(dian)子(zi)親和力(li)：53kJ/mol

共價半(ban)徑：147pm

放射性(xing)比(bi)度：32MBq/g

衰變方式：β衰變

體(ti)積磁(ci)化(hua)率：3.933×10-4

質量磁化率：3.42×10-8m/kg

摩(mo)爾磁化率(lv)：3.352×10-9m/mol

摩(mo)爾熱容：23kJ/mol

汽化熱：550kJ/mol

比(bi)熱容：63J/(kg·K)

化學性質

锝與空氣的反應

锝在(zai)空(kong)氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)反應活(huo)(huo)性(xing)，比在(zai)周期表中(zhong)(zhong)緊挨(ai)在(zai)锝上面的(de)(de)錳弱，而與在(zai)周期表中(zhong)(zhong)緊挨(ai)在(zai)锝下面的(de)(de)錸相當。锝在(zai)空(kong)氣中(zhong)(zhong)只能緩慢(man)地失去光澤，生產(chan)出(chu)來的(de)(de)锝一般是粉末狀(zhuang)或海(hai)綿狀(zhuang)的(de)(de)，這(zhe)樣會大大提高锝的(de)(de)反應活(huo)(huo)性(xing)，在(zai)氧氣中(zhong)(zhong)加熱锝，會生成氧化锝（Ⅶ）（七氧化二(er)锝，Tc?O?）。

锝(de)在氟氣中(zhong)燃燒生(sheng)成(cheng)(cheng)TcF5和TcF6的混合(he)物，和氯氣反(fan)應(ying)生(sheng)成(cheng)(cheng)TcCl4和其他含氯化合(he)物的混合(he)物。锝(de)和硫反(fan)應(ying)生(sheng)成(cheng)(cheng)TcS?。锝(de)不和氮氣反(fan)應(ying)。锝(de)不溶于氫鹵酸或(huo)氨(an)性(xing)H?O?中(zhong)，但溶于中(zhong)性(xing)或(huo)酸性(xing)的H?O?溶液(ye)中(zhong)。

制備方法

金(jin)屬(shu)锝的(de)制備可(ke)在具(ju)備嚴格的(de)安全條件(jian)下進行，可(ke)用氫(qing)氣在700一900℃下還(huan)原(yuan)高锝酸(suan)銨(an)得(de)到銀灰色的(de)純锝粉，也可(ke)用氫(qing)氣在1100℃時還(huan)原(yuan)七硫(liu)化二锝制取(qu)。NH?TcO?在1mol/dm3H?SO?溶(rong)液(ye)中電解，在銅陰極上可(ke)得(de)到光亮的(de)純锝鍍層。還(huan)可(ke)在赤熱(re)條件(jian)下分解（NH?）zTcCI。得(de)到純锝粉。

原子(zi)反應堆核燃料再處理(li)時的副產品(pin)中，含有(you)壽(shou)命(ming)較長的同位素99Tc。此元素現已可以(yi)大量的制(zhi)得，并有(you)市售。使用锝的實(shi)驗室以(yi)及實(shi)驗條(tiao)(tiao)件必須在滿足非(fei)密封射(she)線源處理(li)條(tiao)(tiao)件要求(qiu)下進行。

由于99Tc的(de)半衰期(qi)約(yue)為(wei)108年，所(suo)以1g的(de)99Tc，約(yue)為(wei)16mci，1mci約(yue)為(wei)60mg的(de)99Tc。處理時(shi)必須十分小心。

制(zhi)法 市售(shou)品(pin)系從核裂變(bian)產物中分(fen)離出(chu)來(lai)的(de)產品(pin)，大部分(fen)為99Tc。通常可購入(ru)高锝酸銨(an)NH?TcO?這一類型的(de)產品(pin)1mci單位。除此(ci)以外，也有(you)通過(guo)與鉬(mu)核的(de)(n，γ)反應，生成壽命更長(chang)的(de)同位素，但(dan)鉬(mu)的(de)吸收截面積小，而且(qie)從大量的(de)鉬(mu)中分(fen)離很復(fu)雜，故難以得(de)到。

99Tc本身的(de)放射(she)線是所謂軟(ruan)性(soft)的(de)β射(she)線，比起(qi)處理(li)鐳、釙來(lai)，其實驗(yan)還是較易進行(xing)的(de)。但必須時刻記(ji)住(zhu)：本品是放射(she)性元素，不(bu)得(de)任(ren)意將其舍(she)棄，而應(ying)加(jia)以回收。由于本品價格昂貴，故進行(xing)回收是極有意義的(de)工作。

回收時(shi)，用過氧化(hua)氫(qing)或過二硫酸銨(NH?)?S?O8進行氧化(hua)，使其成為高锝(de)酸根離子TcO-?的形式，然后(hou)以高氯酸根離子作(zuo)為載體(ti)，使之(zhi)析出(chu)四苯基砷鹽沉淀。也(ye)可用錸作(zuo)載體(ti)。此外，七價锝(de)用七價錸作(zuo)載體(ti)時(shi)，經硫化(hua)氫(qing)處理(li)，锝(de)變成Tc?S7的沉淀而加(jia)以分(fen)離。

金(jin)屬锝的(de)(de)制(zhi)備(bei)須在具備(bei)嚴格的(de)(de)安全條件下(xia)進行。可用(yong)(yong)氫氣在700～900℃下(xia)還原高锝酸銨得(de)到(dao)銀(yin)灰(hui)色的(de)(de)純锝粉(fen)，也(ye)可用(yong)(yong)氫氣在1100℃時還原七(qi)硫(liu)化二锝制(zhi)取。NH?TcO?在1mol/L H?SO?溶液中電解(jie)(jie)，在銅陰極上可得(de)到(dao)光亮(liang)的(de)(de)純锝鍍層。還可在赤熱條件下(xia)分解(jie)(jie)(NH?)?TcCl6得(de)到(dao)純锝粉(fen)。

應用領域

工業用途

因為同位(wei)素(su)Tc-97具有260萬(wan)年(nian)的長半衰期(qi)，故用于化(hua)學研究。過锝(de)酸(suan)鹽(yan)是鋼的良好緩(huan)蝕(shi)劑。锝(de)在冶金(jin)中用作示蹤劑，還用于低溫化(hua)學及抗腐(fu)蝕(shi)產品中，亦用作核燃料燃耗測定(ding)。

醫學用途

锝(de)99m，一種锝(de)的(de)(de)半衰期極短的(de)(de)不(bu)穩定同位(wei)素(su)，是核醫(yi)學臨床診斷中應用(yong)(yong)最廣的(de)(de)醫(yi)用(yong)(yong)核素(su)，常用(yong)(yong)锝(de)（Tc-99m）焦磷酸(suan)鹽(yan)(yan)注射(she)液拼音名。用(yong)(yong)99Tcm標(biao)記的(de)(de)用(yong)(yong)于(yu)(yu)診斷臟器(qi)(qi)疾病和(he)(he)功能的(de)(de)放(fang)射(she)性(xing)(xing)顯(xian)(xian)像劑。從99Mo-99Tcm-發生器(qi)(qi)用(yong)(yong)生理鹽(yan)(yan)水淋洗(xi)得到的(de)(de)是99TcmO4-，用(yong)(yong)于(yu)(yu)甲狀(zhuang)腺顯(xian)(xian)像。但多(duo)數情況下用(yong)(yong)還(huan)原劑還(huan)原成+1、+3、+4和(he)(he)+5價離子(zi)與含O、N、S、P等供體原子(zi)的(de)(de)化合物反(fan)應制成放(fang)射(she)性(xing)(xing)藥(yao)的(de)(de)。99Tcm放(fang)射(she)性(xing)(xing)藥(yao)物不(bu)僅用(yong)(yong)于(yu)(yu)狀(zhuang)態圖像診斷，而且還(huan)可用(yong)(yong)于(yu)(yu)功能（如腦、心(xin)(xin)肌(ji)，肝功能等）診斷，已占診斷用(yong)(yong)放(fang)射(she)性(xing)(xing)顯(xian)(xian)像劑的(de)(de)約85%，可用(yong)(yong)于(yu)(yu)診斷腦、心(xin)(xin)肌(ji)和(he)(he)腫瘤等疾病和(he)(he)幾乎所(suo)有臟器(qi)(qi)疾病。