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锝（Technetium），元(yuan)(yuan)素符號Tc，原子序數(shu)為43，原子量為97.9072，在元(yuan)(yuan)素周期表中屬ⅦB族，單質為銀白色金屬。

1937年(nian)，由美國加州(zhou)大(da)(da)學伯克(ke)利(li)分校物(wu)理學家(jia)歐內(nei)斯(si)特·勞(lao)倫斯(si)，使用回(hui)旋加速器加速含有一(yi)(yi)個質子(zi)的(de)氘原子(zi)核去(qu)“轟(hong)擊”42號元(yuan)素鉬(mu)，制得(de)了43號新元(yuan)素锝(de)。然后送給兩(liang)位(wei)意大(da)(da)利(li)化學家(jia)佩里埃(ai)（C.Perrier）和埃(ai)米(mi)利(li)奧(ao)·吉諾·塞格雷（E.G.Segré）鑒定(ding)，最(zui)后由兩(liang)位(wei)化學家(jia)向世界宣布锝(de)元(yuan)素的(de)發現。它是(shi)第一(yi)(yi)個用人工方(fang)法制得(de)的(de)元(yuan)素，所以按希臘文Technetos（人造(zao)）命名為Technetium。

研究簡史

锝(de)(de)是首(shou)個以人(ren)工(gong)方法制得的(de)(de)元(yuan)素(su)，其主要來源為反應堆中(zhong)鈾裂(lie)變產(chan)物。用(yong)(yong)氫(qing)在500~600℃還原硫化锝(de)(de)（Tc2S7）或過(guo)锝(de)(de)酸(suan)銨(an)，可(ke)得金(jin)屬锝(de)(de)。在硫酸(suan)溶液(ye)中(zhong)電解過(guo)锝(de)(de)酸(suan)銨(an)也(ye)可(ke)析出金(jin)屬锝(de)(de)。锝(de)(de)的(de)(de)性(xing)(xing)質與同族元(yuan)素(su)錸相(xiang)似(si)。高(gao)溫(wen)下(xia)锝(de)(de)與氧生(sheng)成揮發性(xing)(xing)的(de)(de)氧化物Tc2O7。常見(jian)同位素(su)Tc-97的(de)(de)半衰期為260萬年，可(ke)用(yong)(yong)作制備β射線標準(zhun)源。少量(liang)的(de)(de)（約5×10-5mol）過(guo)锝(de)(de)酸(suan)銨(an)可(ke)使鋼材的(de)(de)腐蝕大為減慢。锝(de)(de)和锝(de)(de)鉬(mu)合金(jin)具有良好(hao)的(de)(de)超導(dao)性(xing)(xing)質。1960年以前，锝(de)(de)只能(neng)小量(liang)生(sheng)產(chan)，價格曾(ceng)高(gao)達2800美(mei)元(yuan)/克；70年代末已能(neng)進行千(qian)克量(liang)級(ji)生(sheng)產(chan)，價格已下(xia)降到60美(mei)元(yuan)/克以下(xia)。

門捷(jie)列夫(fu)在(zai)建(jian)立元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)周期系的時候，曾經(jing)預言它(ta)的存在(zai)，命(ming)名它(ta)為eka-manganese（類錳(meng)(meng)）。莫斯萊確定了(le)它(ta)的原(yuan)(yuan)子(zi)序數為43。其(qi)實，有(you)關這(zhe)個元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)發(fa)(fa)現(xian)(xian)的報告(gao)早在(zai)門捷(jie)列夫(fu)建(jian)立元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)周期系以前(qian)就(jiu)開(kai)始(shi)了(le)。在(zai)1846年，俄(e)羅斯蓋爾曼聲(sheng)稱(cheng)，從(cong)黑(hei)色鈦鐵(tie)礦(kuang)中發(fa)(fa)現(xian)(xian)了(le)這(zhe)個元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)，就(jiu)以這(zhe)個礦(kuang)石的名稱(cheng)命(ming)名它(ta)為ilmenium，并(bing)(bing)且測定了(le)它(ta)的原(yuan)(yuan)子(zi)量(liang)約(yue)104.6，敘述了(le)它(ta)的一(yi)(yi)些性質與錳(meng)(meng)相似。接著，1877年，俄(e)羅斯圣(sheng)彼得(de)堡的化學(xue)工(gong)程(cheng)師克恩(en)發(fa)(fa)表(biao)發(fa)(fa)現(xian)(xian)了(le)一(yi)(yi)種占據鉬(mu)和釕(liao)之間(jian)的新元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)報告(gao)，其(qi)原(yuan)(yuan)子(zi)量(liang)經(jing)測定等(deng)于100。但(dan)(dan)它(ta)卻被(bei)另一(yi)(yi)些化學(xue)家證(zheng)明是銥、銠(lao)和鐵(tie)的混合物。亞(ya)洲(zhou)的化學(xue)家們也不甘落后，在(zai)1908年，日本化學(xue)家小川聲(sheng)稱(cheng)從(cong)方釷石中發(fa)(fa)現(xian)(xian)這(zhe)一(yi)(yi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)并(bing)(bing)命(ming)名為nipponium；到1924年，又有(you)化學(xue)家報告(gao)，利用X射線(xian)光譜分析從(cong)錳(meng)(meng)礦(kuang)中發(fa)(fa)現(xian)(xian)了(le)這(zhe)一(yi)(yi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)，命(ming)名為moseleyum。遲至1925年，德國科(ke)學(xue)家也宣布，在(zai)鈮鐵(tie)礦(kuang)中發(fa)(fa)現(xian)(xian)了(le)這(zhe)一(yi)(yi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)。但(dan)(dan)這(zhe)些發(fa)(fa)現(xian)(xian)都沒有(you)被(bei)證(zheng)實和承認。

于(yu)(yu)是(shi)43號元素(su)被認為(wei)是(shi)“失蹤了”的元素(su)。后來(lai)(lai)，物理學(xue)家(jia)們的“同(tong)位(wei)素(su)統(tong)計規(gui)則(ze)”解釋(shi)了它“失蹤”的緣由。這(zhe)個規(gui)則(ze)是(shi)1924年(nian)前蘇聯(lian)學(xue)者蘇卡列夫提出(chu)來(lai)(lai)的，在(zai)(zai)(zai)1934年(nian)被德國物理學(xue)家(jia)馬(ma)陶赫確定。根(gen)據這(zhe)個規(gui)則(ze)，不(bu)(bu)(bu)能有(you)核(he)電荷僅僅相(xiang)差一個單位(wei)的穩(wen)定同(tong)量(liang)(liang)(liang)素(su)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)。同(tong)量(liang)(liang)(liang)素(su)是(shi)指質量(liang)(liang)(liang)數相(xiang)同(tong)而(er)原子序(xu)數不(bu)(bu)(bu)同(tong)的原子，如(ru)Ar-40、K-40、Ca-40都有(you)相(xiang)同(tong)的質量(liang)(liang)(liang)40。由于(yu)(yu)它們的原子序(xu)數不(bu)(bu)(bu)同(tong)，所以它們處在(zai)(zai)(zai)元素(su)周期表不(bu)(bu)(bu)同(tong)的位(wei)置上，因而(er)又稱異位(wei)素(su)。锝(de)前后的兩(liang)個元素(su)鉬（42）、釕（44）分(fen)別有(you)一連(lian)串質量(liang)(liang)(liang)數94~102之間穩(wen)定同(tong)位(wei)素(su)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)，所以再也不(bu)(bu)(bu)能有(you)锝(de)的穩(wen)定同(tong)位(wei)素(su)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)，因為(wei)锝(de)的質量(liang)(liang)(liang)數應(ying)當(dang)是(shi)在(zai)(zai)(zai)這(zhe)些質量(liang)(liang)(liang)數之間。

在1936-1937年首先(xian)實(shi)現(xian)了(le)人工(gong)方法制取它。1936年底意(yi)大利(li)年輕的(de)(de)物(wu)理學家謝格爾到美國伯克利(li)（Berkeley）進修。他(ta)利(li)用那里一臺先(xian)進的(de)(de)回旋加(jia)速器，用氘(dao)核(he)照射鉬，并把(ba)照射過的(de)(de)鉬帶回意(yi)大利(li)帕勒莫（Palerma）大學。他(ta)在化學教(jiao)授(shou)彼利(li)埃協助下，經(jing)歷近半年時間，分離(li)出(chu)10-10克的(de)(de)Tc-99，并確定新元素的(de)(de)性質與(yu)錸(lai)非常(chang)相(xiang)似，而(er)與(yu)錳(meng)的(de)(de)相(xiang)似程(cheng)度(du)較差(cha)。隨后，二人從(cong)鈾的(de)(de)裂(lie)變產物(wu)中得到锝(de)(de)的(de)(de)許多同位素，自然(ran)界僅發現(xian)極少量(liang)的(de)(de)锝(de)(de)-99；已發現(xian)質量(liang)數90～110的(de)(de)全部锝(de)(de)同位素。在1962年，B.T.Kenna及P.K.Kurod在非洲的(de)(de)一個八水化三鈾礦中，從(cong)鈾-238的(de)(de)裂(lie)變物(wu)之中，找到了(le)微量(liang)的(de)(de)锝(de)(de)-99。

锝(de)長久以來折磨著化學家們(men)，因為不(bu)能(neng)找到(dao)它(ta)。我們(men)現在(zai)知道它(ta)所有(you)的同位素(su)(su)都是(shi)放射性的，而且任何來自地(di)球地(di)殼(ke)的這(zhe)種(zhong)元素(su)(su)的礦(kuang)物早(zao)已(yi)衰(shuai)變(bian)(bian)。（其壽命最長的同位素(su)(su)的半衰(shuai)期(qi)是(shi)4百(bai)萬(wan)年(nian)。）即便如此，有(you)些锝(de)原子會在(zai)鈾發生核(he)裂變(bian)(bian)產(chan)生，一噸鈾只有(you)約1毫克(ke)锝(de)。在(zai)20世紀20年(nian)代(dai)聲明發現了這(zhe)個元素(su)(su)，或者說至少是(shi)觀察到(dao)了它(ta)的光譜(pu)了，不(bu)能(neng)被完全低估。

锝是由Emilio Segrè于1937年(nian)在意大(da)利被發(fa)現(xian)(xian)的。他研究來自加(jia)利福尼亞的鉬，這需要暴露在高(gao)能量的輻射(she)中(zhong)，他發(fa)現(xian)(xian)锝出現(xian)(xian)了(le)并分離了(le)它(ta)，今天，這種(zhong)元素從廢核燃料棒中(zhong)成噸提取(qu)。

理化性質

物理性質

元素名稱：锝

元素符號：Tc

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

元素(su)(su)類別：放射性金屬(shu)元素(su)(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)電子層(ceng)排布：4d55s2

電子層(ceng)：K-L-M-N-O

電離能：

第一(yi)電離能：702kJ/mol；

第二電(dian)離能：1472kJ/mol；

第三電離能：2850kJ/mol；

第四電離能：4100kJ/mol；

第五電離能：5700kJ/mol；

第六電離(li)能(neng)：7300kJ/mol；

第七電離能：9100kJ/mol。

氧化態(tai)：+4、+5、+6、+7

晶體結構：密排六方(fang)晶胞

晶(jing)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(dian)：2157℃

沸點：4265℃

密度(du)：11.49g/cm3

地殼豐度：5×10-16%

摩爾(er)體(ti)積：8.52cm3/mol

受拉(la)屈服(fu)強(qiang)度：1.29GPa

極限(xian)抗拉強度：1.51GPa

導熱率：51W/(m K)

電阻(zu)率：2×10-7Ωm

電導率：5×106S/m

磁(ci)性特征：順(shun)磁(ci)性

電(dian)負性：1.9（鮑林標度）

原子半徑：135pm

電(dian)子親和力：53kJ/mol

共價(jia)半徑：147pm

放射性比(bi)度：32MBq/g

衰變方式：β衰變

體積磁化率：3.933×10-4

質(zhi)量磁化率：3.42×10-8m/kg

摩爾(er)磁化(hua)率：3.352×10-9m/mol

摩爾(er)熱容：23kJ/mol

汽化熱：550kJ/mol

比熱容：63J/(kg·K)

化學性質

锝與空氣的反應

锝(de)(de)(de)(de)在(zai)(zai)空氣中(zhong)(zhong)的(de)反應活(huo)性(xing)，比在(zai)(zai)周期表(biao)中(zhong)(zhong)緊挨(ai)在(zai)(zai)锝(de)(de)(de)(de)上面的(de)錳(meng)弱，而與在(zai)(zai)周期表(biao)中(zhong)(zhong)緊挨(ai)在(zai)(zai)锝(de)(de)(de)(de)下(xia)面的(de)錸相當。锝(de)(de)(de)(de)在(zai)(zai)空氣中(zhong)(zhong)只能緩(huan)慢地失(shi)去光澤，生(sheng)產出(chu)來的(de)锝(de)(de)(de)(de)一般是粉末狀或海綿狀的(de)，這樣會(hui)大大提高(gao)锝(de)(de)(de)(de)的(de)反應活(huo)性(xing)，在(zai)(zai)氧氣中(zhong)(zhong)加熱锝(de)(de)(de)(de)，會(hui)生(sheng)成(cheng)氧化锝(de)(de)(de)(de)（Ⅶ）（七氧化二锝(de)(de)(de)(de)，Tc?O?）。

锝(de)(de)在氟(fu)氣中(zhong)燃(ran)燒(shao)生成TcF5和(he)TcF6的(de)混合物，和(he)氯氣反(fan)應(ying)生成TcCl4和(he)其他含(han)氯化合物的(de)混合物。锝(de)(de)和(he)硫反(fan)應(ying)生成TcS?。锝(de)(de)不(bu)和(he)氮(dan)氣反(fan)應(ying)。锝(de)(de)不(bu)溶于氫鹵酸或(huo)氨性(xing)H?O?中(zhong)，但溶于中(zhong)性(xing)或(huo)酸性(xing)的(de)H?O?溶液中(zhong)。

制備方法

金(jin)屬锝(de)的制備可(ke)(ke)在(zai)(zai)具(ju)備嚴格的安全(quan)條件下(xia)進行，可(ke)(ke)用(yong)氫氣(qi)在(zai)(zai)700一(yi)900℃下(xia)還原高锝(de)酸(suan)銨得(de)到銀(yin)灰色的純锝(de)粉，也(ye)可(ke)(ke)用(yong)氫氣(qi)在(zai)(zai)1100℃時還原七硫化二锝(de)制取。NH?TcO?在(zai)(zai)1mol/dm3H?SO?溶液中電解(jie)，在(zai)(zai)銅陰極上可(ke)(ke)得(de)到光亮的純锝(de)鍍層(ceng)。還可(ke)(ke)在(zai)(zai)赤熱條件下(xia)分解(jie)（NH?）zTcCI。得(de)到純锝(de)粉。

原子(zi)反應堆核燃料再處理時的副產品中，含有壽命較長(chang)的同位素99Tc。此元素現已可以(yi)大量的制得(de)，并有市售(shou)。使用(yong)锝(de)的實驗室以(yi)及(ji)實驗條件必須在滿足非密(mi)封(feng)射(she)線源處理條件要(yao)求下(xia)進行(xing)。

由于99Tc的(de)半衰期約(yue)為108年，所以1g的(de)99Tc，約(yue)為16mci，1mci約(yue)為60mg的(de)99Tc。處理(li)時(shi)必須十分小心。

制法(fa) 市售品(pin)(pin)系從核裂(lie)變產(chan)物中(zhong)分(fen)(fen)(fen)離出來的(de)產(chan)品(pin)(pin)，大部分(fen)(fen)(fen)為99Tc。通常(chang)可(ke)購入高锝酸銨NH?TcO?這一類型的(de)產(chan)品(pin)(pin)1mci單(dan)位(wei)。除此以(yi)外，也(ye)有通過(guo)與(yu)鉬(mu)核的(de)(n，γ)反應，生成壽(shou)命更長的(de)同(tong)位(wei)素，但鉬(mu)的(de)吸收截面積小(xiao)，而且(qie)從大量(liang)的(de)鉬(mu)中(zhong)分(fen)(fen)(fen)離很復(fu)雜(za)，故難以(yi)得(de)到。

99Tc本身的放射(she)線是(shi)所(suo)謂(wei)軟性(xing)(soft)的β射(she)線，比(bi)起處理鐳(lei)、釙來，其(qi)實驗還是(shi)較易進行(xing)的。但必(bi)須時(shi)刻記住：本品是(shi)放射(she)性(xing)元素，不(bu)得任意(yi)將(jiang)其(qi)舍棄，而應加(jia)以回收。由于本品價格昂貴，故進行(xing)回收是(shi)極有(you)意(yi)義的工(gong)作。

回收時(shi)，用過(guo)氧(yang)化(hua)氫或過(guo)二硫(liu)酸銨(NH?)?S?O8進(jin)行(xing)氧(yang)化(hua)，使(shi)其成為(wei)高锝(de)酸根(gen)離子TcO-?的形式，然(ran)后以(yi)(yi)高氯(lv)酸根(gen)離子作(zuo)為(wei)載(zai)體，使(shi)之析出(chu)四苯基砷鹽沉淀。也可(ke)用錸(lai)(lai)作(zuo)載(zai)體。此外(wai)，七(qi)價锝(de)用七(qi)價錸(lai)(lai)作(zuo)載(zai)體時(shi)，經(jing)硫(liu)化(hua)氫處理，锝(de)變成Tc?S7的沉淀而(er)加以(yi)(yi)分(fen)離。

金屬锝(de)的制備須在(zai)具備嚴格的安全(quan)條件(jian)下進行(xing)。可用氫(qing)氣在(zai)700～900℃下還(huan)原高锝(de)酸銨(an)得到銀(yin)灰(hui)色的純锝(de)粉，也可用氫(qing)氣在(zai)1100℃時還(huan)原七硫(liu)化二锝(de)制取。NH?TcO?在(zai)1mol/L H?SO?溶(rong)液中(zhong)電解(jie)，在(zai)銅陰極(ji)上可得到光亮(liang)的純锝(de)鍍層。還(huan)可在(zai)赤(chi)熱(re)條件(jian)下分解(jie)(NH?)?TcCl6得到純锝(de)粉。

應用領域

工業用途

因為(wei)同位素Tc-97具有260萬年的長半衰期(qi)，故用于化學研究。過锝(de)酸鹽是鋼的良好緩蝕(shi)劑。锝(de)在冶金中(zhong)用作示蹤劑，還(huan)用于低(di)溫化學及(ji)抗腐蝕(shi)產品(pin)中(zhong)，亦用作核燃料燃耗測定。

醫學用途

锝(de)99m，一種锝(de)的(de)半(ban)衰期極(ji)短的(de)不(bu)穩定同位素(su)，是(shi)核(he)醫(yi)學臨(lin)床診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)中應用(yong)最廣的(de)醫(yi)用(yong)核(he)素(su)，常用(yong)锝(de)（Tc-99m）焦(jiao)磷酸鹽注射(she)液(ye)拼音(yin)名。用(yong)99Tcm標(biao)記的(de)用(yong)于診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)臟(zang)器(qi)(qi)疾病(bing)和功(gong)能(neng)的(de)放射(she)性顯(xian)(xian)像(xiang)劑。從(cong)99Mo-99Tcm-發(fa)生器(qi)(qi)用(yong)生理(li)鹽水淋洗得到的(de)是(shi)99TcmO4-，用(yong)于甲(jia)狀腺顯(xian)(xian)像(xiang)。但多數情(qing)況下用(yong)還(huan)(huan)(huan)原劑還(huan)(huan)(huan)原成+1、+3、+4和+5價離子(zi)與含O、N、S、P等(deng)供體原子(zi)的(de)化合物反(fan)應制成放射(she)性藥(yao)的(de)。99Tcm放射(she)性藥(yao)物不(bu)僅用(yong)于狀態圖像(xiang)診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)，而且還(huan)(huan)(huan)可用(yong)于功(gong)能(neng)（如(ru)腦、心(xin)肌，肝功(gong)能(neng)等(deng)）診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)，已占診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)用(yong)放射(she)性顯(xian)(xian)像(xiang)劑的(de)約85%，可用(yong)于診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)腦、心(xin)肌和腫瘤等(deng)疾病(bing)和幾乎(hu)所有臟(zang)器(qi)(qi)疾病(bing)。