Tehneetsium (Tc): omadused, rakendus, ajalugu

O tehneetsium on element aatomnumber 43, mis kuulub perioodilise tabeli 7. rühma. See on siirdemetall ja oli esimene element, mis inimkonna ajaloos kunstlikult toodetud. Siiani vaieldakse, kas metalli võib looduslikult leida Maakoor.

Seda elementi kasutatakse tuumameditsiinis laialdaselt, kuna sellel on isotoop, mis on võimeline tootma pilte, mida kasutatakse kasvajate diagnoosimiseks erinevates organites. Inimkeha. Kuigi selle keemia pole nii arenenud, on huvi selle vastu tingitud tuumameditsiinist.

Loe ka:Nioobium - teine ​​siirdemetall

Kokkuvõte tehneetsiumi kohta

• Tehneetsium oli esimene kunstlikult toodetud element.
• Keemiliselt see metallist on väga sarnane reenium, samuti 7. rühmast.
• Tehneetsiumi esinemist maakoores spekuleeritakse, kuid selle tootmine on endiselt täiesti kunstlik.
• Elementi kasutatakse laialdaselt tuumameditsiinis kasvajate diagnoosimiseks ja erinevate organite kuvamiseks.
• Selle avastas 1937. aastal Itaalia teadlase Emilio Segrè rühm.

Tehneetsiumi omadused

• Sümbol: Tc.
• Aatomnumber: 43.
• Aatommass: 98 c.u.
• Elektrooniline konfiguratsioon: [Kr] 5s² 4d⁵.
• Liitmispunkt: 2157 °C.
• Keemispunkt: 4265 °C.
• Tihedus: 11,50 g.cm^-3.
• Keemiline seeria: siirdemetall; rühm 7.

Ära nüüd lõpeta... Pärast kuulutust on rohkem ;)

Tehneetsiumi omadused

Tehneetsium on algselt element kunstlik, esimene, mille inimkond toodab. Tehneetsiumi metallik kilogrammides on juba toodetud, esialgu Tc vähendamise kaudu₂s₇ 1100 °C juures gaasiga vesinik. Praegu on ammooniumpertehnetaadi (NH₄TcO₄), ka gaasilise vesinikuga.

Metallilisel kujul on tehneetsium hõbehall ja õhuga kokkupuutel tumeneb aeglaselt. Tähelepanuväärne on, et sinu keemia on sarnane reeniumiga, element asub rühmas 7 vahetult allpool. Näiteks jagatuna võivad mõlemad põleda kokkupuutel õhuga temperatuuril umbes 370 °C. Neil on ka ühine joon võimega reageerida halogeenid.

Tehneetsium ei lahustu vesinikkloriidhape kontsentratsioonita, kuid lahustub:

• hape lämmastik;
• aqua regia (kõrge kontsentratsiooniga lämmastik- ja vesinikkloriidhappe segu);
• väävelhape.

osariigid oksüdatsioon Tehneetsiumi kõige levinumad väärtused on vahemikus 0 kuni +7, kuid enamikul tehneetsiumi keemiast on pertehnetaadi anioon (TcO₄^-) eelkäijana.

Praegu on need kataloogitud 43 isotoopi tehneetsiumi, mille mass on vahemikus 86 kuni 113. Nende isotoopide mõnede näidete hulgas on ⁹⁷Tc, koos pool elu 2,6 x 10⁶ aastat ja ⁹⁸Tc, poolväärtusajaga 4,2 x 10⁶ aastat vana. Keemiliselt kõige enam kasutatud isotoop on ⁹⁹Tc, poolväärtusajaga 2,1 x 10⁵ aastat vana.

Vaata ka: Baarium - veel üks hõbedane element

Tehneetsiumi esinemine

Tavaliselt öeldakse, et tehneetsiumi meie planeedil looduslikult ei esine, seda valmistatakse ainult sünteetiliselt. Kuid 1956. aastal ennustas Jaapani keemik Paul Kuroda, et omamoodi looduslik tuumareaktor oleks võinud eksisteerida aasta sügavuses planeet.

Viis aastat hiljem, 1961. aastal, teatas Kuroda olemasolu ⁹⁹Tc pigblende proovis (uraanirikas mineraal), mille sisaldus oleks suurusjärgus 2 x 10^-10 grammi isotoopi ühe kilogrammi mineraali kohta.

Tehneetsiumi jälgi on juba leitud uraanirikka mineraali pigisegu kivimiproovidest.

Hiljem, 1962. aastal, kinnitasid prantsuse teadlased Kuroda teooriaid, hinnates kivimiproove. Gabon ja isegi näitas tehneetsiumi jälgede olemasolu proovides. Seega Arvamus, et looduslikku tehneetsiumi pole olemas, on vastuoluline, mille kohta on teadusringkondades palju arutelusid.

Ruumi osas tehneetsium tuvastati kõnedes tähed hiiglaslik punane, 1950. aastatel, kuid mitte aastal Päike, mis aitab tõestada, et Päike on suhteliselt uus täht. Tehneetsiumi tuvastamine nendes tähtedes oli väga oluline, kuna elemendi poolestusaeg on palju lühem. kui nende tähtede vanus, mis viitab sellele, et nendes kehades toodetakse tegelikult tehneetsiumi taevalik.

Tehneetsiumi saamine

Kuigi vaieldakse tehneetsiumi loomuliku esinemise üle meie planeedil või mitte, on tõsiasi, et Tehneetsiumi tootmine toimub tuumaelektrijaamades kunstlikul teel. See vastab umbes 6% -le tuuma lõhustumisproduktidest uraan, taastus palju aastaid hiljem.

Selle taastumine toimub viisil, mis annab aega toodete jaoks lõhustumine lühikese poolestusajaga ja väga radioaktiivsed on lagunenud. Üldiselt eraldatakse tehneetsium teistest lõhustumisproduktidest ioonvahetusvaikude või lahustiga ekstraheerimise abil.

Tea ka: Dubnium - väga radioaktiivne tehiselement

Tehneetsiumi rakendused

Tehneetsiumi peamine kasutusala on nukleaarmeditsiin, eriti kasvajate diagnoosimisel.Selleks kasutatakse isotoopide lagunemist ^{99 m}Tc, mis vastab metastabiilsele isotoobile ⁹⁹Tc. Metastabiilne vorm on traditsioonilise isotoobi ergastatud vorm, see tähendab energilisem, selgete tuumaomadustega.

Kasvaja diagnoosimiseks võib patsientidele süstida tehneetsiumi lahuseid.

Meditsiinilistel eesmärkidel, ^{99 m}Tc patsiendil kujul a lahendus soolalahus, mis imendub orel hinnata. Seda isotoopi toodetakse molübdeen-99-st (⁹⁹Mo), samuti sünteetiline, moodustades aniooni [⁹⁹MoO₄]^2-, mis laguneb, eraldades β-osakesi ja tekitab [^{99 m}TcO₄]^-, keemiline vorm, mida varem patsiendile süstiti.

See metastabiilne isotoop on selleks otstarbeks väga sobiv, kuna pärast süstimist laguneb see tavaliselt isotoobiks ⁹⁹Tc, kiirgav kiirgust piisavalt gammat (energiat), et saada tulemus, kui metastabiilset isotoopi kasutatakse väga vähe, umbes 1 x 10^-9 1x10 juures^-12 mutid

Neerukujutised, mis on saadud tuumameditsiini tehnikate abil, kasutades ^{99 m}Tc.

Midagi sama soodsat on poolväärtusaeg ^{99 m}Tc - kuue tunni vahemikus. See poolväärtusaeg on piisavalt pikk, et proov süstitaks patsiendile enne seda lagunemine, kuid piisavalt väike, et heitmeid saaks mõõta väikeste kontsentratsioonide juures isotoop.

Kogu vabanenud gammakiirgust kasutatakse kujutise loomiseks, mis võib olla:

• kahemõõtmeline (hinnata kasvajad ja metastaasid);
• kolmemõõtmeline (piltide loomiseks süda, luud, maks, neerud ja aju).

Ettevaatusabinõud tehneetsiumiga

Tehneetsiumi käsitsemine sobib kõige paremini väikestes kogustes ja kindakatte sees.

On vaja pöörata tähelepanu radioaktiivsus tehneetsiumi, peamiselt selleks, et selle käitlemine oleks piisav. Väikestes kogustes, näiteks alla 0,05 grammi, ei ole riskid nii tõsised, kuigi ettevaatusabinõud on vajalikud. Näiteks ohtlikum gammakiirgus on peaaegu olematu, kuid beeta-emissioone hoiab klaas kergesti.

Samuti tuleb meeles pidada, et tehneetsiumi isotoopide poolestusaeg on pikk. Seetõttu on tekkiva kiirguse hulk lühikese ajaintervalliga väike, mis suurendab veelgi vajadust töötada väikestes kogustes.

Üks tehneetsiumiga manipuleerimise viise hõlmab kindakatte kasutamine, et proov oleks isoleeritud ja operaator ei puutuks kokku kiirgusega seotud riskidega.

Tea rohkem: Millised perioodilise tabeli elemendid on radioaktiivsed?

tehneetsiumi ajalugu

rühm 7 Perioodilisustabel äratas pikka aega tähelepanu, kuna Dmitri Mendelejevi originaaltabeli väljatöötamisel oli ainult üks element keemiline selles sisalduv: mangaan. Seega 20. sajandil 7. rühma elementide avastamiseks on tehtud palju katseid, enamik neist ilmselgelt ebatõhusad.

1925. aastal aga väitsid Otto Berg, Walter Noddack ja Ida Tacke (hiljem Ida Noddack), et avastasid mitte üks, vaid kaks uut rühma 7 elementi, mida nad nimetasid masuriumiks (Z = 43) ja reeniumiks (Z = 75). Teine võeti vastu, kuid element 43 ei olnud sama lugupidamisega, kuna see oli paljude vaidluste objektiks.

Seistes silmitsi paljude ummikseisudega, elemendi 43 ametlik avastamine on itaallase Emilio Segrè arvele, kellel oli oma teadlaste rühma abi, 1937. a. Segrèl ja tema meeskonnal õnnestus manipuleerida molübdeeniprooviga, mida mitu kuud pommitati deuteeriumiga.

Pärast mitmeid analüüse õnnestus Itaalia meeskonnal tuvastada see uus element, mida sai keetmisega eraldada naatriumhüdroksiid ja väike kogus vesinikperoksiidi.

Tehneetsiumi nimi tuleb kreeka keelest technetos ja tähendab "kunstlikku".

Tehneetsiumil lahendatud harjutused

küsimus 1

(ESCS-DF 2011) Tuumameditsiinis kasutatakse radiofarmatseutilisi aineid erinevate haiguste diagnoosimisel ja ravis. Mõned radiofarmatseutilised preparaadid kasutavad tehneetsium-99m (Tc-99m), millel on markerina kasulikud omadused. gamma-emitter nukliid ja seda saab kasutada aju, müokardi, kilpnäärme, kopsude ja teised.

Radioisotoobi kasutamine sõltub selle keemilistest ja bioloogilistest omadustest, sealhulgas poolestusajast. 99mTc isotoobi poolväärtusaeg on kuus tundi, mis on piisav selle kogunemiseks uuritavasse elundisse ja nii et see ei püsiks kehas pikka aega.

Antud testi läbiviimiseks vajalik 99mTc mass vastab 500 mg-le. Arvestades, et patsient läbib selle uuringu 12 tundi pärast radionukliidi manustamist, on radiofarmatseutilise preparaadi minimaalne kogus, mida patsient peab saama:

A) 2 g

B) 1 g

C) 500 mg

D) 250 mg

E) 125 mg

Resolutsioon:

Alternatiiv A

Poolväärtusaeg on aeg, mis kulub radioaktiivse proovi koguse vähenemiseks poole võrra. Patsient viib läbi uuringu 12 tundi pärast ravimi manustamist ^{99 m}Tc, mille poolväärtusaeg on kuus tundi.

Kui on vaja 500 mg, tähendab see, et 12 tunni pärast on ainult 500 mg ^{99 m}Tc on saadaval. 12 tunni jooksul oli möödunud kaks poolväärtusaega, mis tähendab, et proov poolitati kaks korda, st esialgne kogus jagati neljaga.

Seega esialgne kogus radiofarmatseutilist ravimit, mida patsient peab saama, on vähemalt 2 grammi, sest 12 tunni pärast jääb proovi alles vaid 500 mg.

küsimus 2

(Fameca-SP 2014) Joonisel on 99mTc (metastabiilne tehneetsium-99) generaator, mis on toodetud Brasiilias firmas Ipen. Seda nukleaarmeditsiinis kasutatavat radionukliid tekib pidevalt "vanem" radionukliidi, milleks on 99Mo (molübdeen-99), lagunemisel. Graafik näitab nende generaatorite tüüpilist 99 kuu aktiivsust aja funktsioonina päevades.

Tuumavõrrandis, mis viitab „ema“ nukliidi 99Mo lagunemisele „tütarnukliidiks“ 99mTc, vabaneb

A) alfaosakesed.

B) negatiivsed beetaosakesed.

C) positiivsed beetaosakesed.

D) neutronid.

E) prootonid.

Resolutsioon:

Alternatiiv C

mõlemad ⁹⁹Kui palju ^{99 m}Tc-l on sama mass. "M" sees ^{99 m}Tc tähendab lihtsalt seda, et see on metastabiilne isotoop, see tähendab, et see asub isotoobist kõrgemal energiatasemel ⁹⁹Tavaline Tc, kuid ilma massi segamiseta.

Molübdeeni aatomnumber on 42, tehneetsiumil aga 43.

Seega on näha, et lagunemisel ⁹⁹Mo tootmiseks ^{99 m}Tc toimus massi säilimine ja aatomarvu suurenemine ühe ühiku võrra. See on iseloomulik negatiivsete beetaosakeste emissioonile, kuna nende osakeste mass on tühine ja aatomarv on -1, nagu ka elektron.

Autor Stefano Araújo Novais
Keemia õpetaja