Технецій (Tc): характеристики, застосування, історія

О технецій є елементом атомний номер 43, що належать до групи 7 періодичної системи. Це перехідний метал і був першим штучним елементом в історії людства. Досі обговорюються, чи можна знайти метал у природі Земна кора.

Цей елемент має широке застосування в ядерній медицині, оскільки має ізотоп, здатний створювати зображення, які використовуються для діагностики пухлин у різних органах. Тіло людини. Хоча його хімія не настільки розвинена, інтерес до нього викликаний ядерною медициною.

Читайте також:Ніобій — ще один перехідний метал

Резюме про технецій

• Технецій був першим елементом, який був отриманий штучно.
• Хімічно це метал дуже схожий на реній, також з групи 7.
• Припускають наявність технецію в земній корі, але його виробництво все ще є повністю штучним.
• Елемент широко використовується в ядерній медицині для діагностики пухлин і візуалізації різних органів.
• Його відкриття відбулося в 1937 році групою італійського вченого Еміліо Сегре.

Властивості технецію

• Символ: Tc
• Атомний номер: 43.
• Атомна маса: 98 ц.у.
• Електронна конфігурація: [Кр] 5 с² 4d⁵.
• Точка злиття: 2157°C.
• Точка кипіння: 4265°C.
• Щільність: 11,50 г.см^-3.
• Хімічна серія: перехідний метал; група 7.

Не зупиняйся зараз... Після оголошення буде більше ;)

Особливості технецію

Технецій спочатку є елементом штучні, перші, які виробляє людство. Металевий технецій у діапазоні кілограмів уже виробляли, спочатку шляхом відновлення Tc₂с₇ при 1100 °C з газом водень. В даний час відбувається відновлення пертехнетату амонію (NH₄TcO₄), також з газоподібним воднем.

У своїй металевій формі технецій сріблясто-сірий і повільно темніє при контакті з повітрям. Примітно, що ваш хімія схожий на реній, елемент, розташований трохи нижче в групі 7. Наприклад, при поділі обидва можуть горіти при контакті з повітрям при температурі близько 370 °C. У них також є спільні здатність реагувати з галогени.

Технецій не розчиняється хлористого-воднева кислота без концентрації, але розчиняється в:

• кислота азотна;
• царська водка (суміш азотної і соляної кислот у високій концентрації);
• сірчана кислота.

штати окислення Найпоширеніші значення для технецію коливаються від 0 до +7, але більшість хімії технецію містить пертехнетат-аніон (TcO₄^-) як попередник.

На даний момент вони внесені в каталог 43 ізотопи технецію, маса якого коливається від 86 до 113. Серед деяких прикладів цих ізотопів є ⁹⁷Тс, с півжиття 2,6 х 10⁶ років, і ⁹⁸Tc, з періодом напіврозпаду 4,2 x 10⁶ років. Найбільш хімічно експлуатованим ізотопом є ⁹⁹Tc, з періодом напіврозпаду 2,1 x 10⁵ років.

Дивіться також: Барій — ще один елемент сріблястого кольору

Поява технецію

Прийнято казати, що технецій не зустрічається на нашій планеті в природі, він одержується лише синтетичним шляхом. Однак у 1956 році японський хімік Пол Курода передбачив, що свого роду природний ядерний реактор міг існувати в надрах с планети.

Через п’ять років, у 1961 році, Курода доповів наявність ⁹⁹Tc у зразку смоляної обманки (мінерал, багатий ураном), вміст якого буде приблизно 2 х 10^-10 грам ізотопу на кілограм мінералу.

Сліди технецію вже були знайдені в зразках смоляної обманки, багатого ураном мінералу.

Пізніше, у 1962 році, французькі дослідники підтвердили теорію Куроди, оцінивши зразки гірських порід у Габон і навіть вказав на наявність слідів технецію в зразках. Отже, Думка про те, що природного технецію не існує, суперечлива, що викликає широке обговорення серед наукової спільноти.

Щодо космосу, технецію було виявлено у дзвінках зірки гігантський червоний, в 1950-х роках, але не в сонце, що допомагає довести, що Сонце — відносно нова зірка. Виявлення технецію в цих зірках було дуже важливим, оскільки період напіврозпаду елемента набагато коротший. ніж вік цих зірок, що свідчить про те, що технецій насправді виробляється в цих тілах небесний.

Отримання технецію

Незважаючи на те, що технецій на нашій планеті присутній у природі, є фактом Виробництво технецію відбувається штучним шляхом на атомних електростанціях. Це відповідає приблизно 6% продуктів поділу урану, відновлений через багато років.

Його відновлення відбувається таким чином, що дає час для продуктів поділ короткий період напіврозпаду та високорадіоактивний розпад. Загалом, технецій відокремлюють від інших продуктів поділу за допомогою іонообмінних смол або екстракції розчинником.

Також знайте: Дубній — високорадіоактивний штучний елемент

Застосування технецію

Основне застосування технецію в ядерна медицина, зокрема в діагностиці пухлин.Для цього використовується ізотопний розпад ^{99 м}Tc, що відповідає метастабільному ізотопу ⁹⁹Tc Метастабільна форма — це збуджена форма традиційного ізотопу, тобто більш енергійна, з чіткими ядерними властивостями.

Для діагностики пухлин пацієнтам можна вводити розчини технецію.

У лікувальних цілях, ^{99 м}Тс у пацієнта у вигляді a рішення фізіологічний розчин, який поглинається орган оцінюватися. Цей ізотоп отримують з молібдену-99 (⁹⁹Mo), також синтетичний, утворюючи аніон [⁹⁹MoO₄]^2-, який розпадається, виходячи з β-частинок, і утворює [^{99 м}TcO₄]^-, хімічна форма, яка використовувалася для введення пацієнту.

Цей метастабільний ізотоп дуже підходить для цієї мети, оскільки після введення він зазвичай розпадається до ізотопу. ⁹⁹Tc, що випромінює радіація достатньо гамми (енергії) для отримання результату, якщо використовується дуже мало метастабільного ізотопу, приблизно 1 x 10^-9 на 1 х 10^-12 родимки

Зображення нирок, отримані методами ядерної медицини з використанням ^{99 м}Tc

Не менш вигідним є період напіврозпаду ^{99 м}Tc — у шестигодинному діапазоні. Цей період напіввиведення достатньо тривалий, щоб зразок був введений пацієнту раніше розпад, але досить малий, щоб викиди можна було виміряти при малих концентраціях ізотоп.

Усе вивільнене гамма-випромінювання використовується для створення зображення, яке може бути:

• двовимірний (оцінювати пухлини та метастази);
• тривимірні (для створення зображень серце, кістки, печінка, нирки і мозок).

Запобіжні заходи з технецієм

Робота з технецієм найкраще підходить в невеликих кількостях і в капюшоні.

Необхідно звернути увагу на радіоактивність технецію, головним чином для того, щоб поводження з ним було адекватним. У малих кількостях, наприклад менше 0,05 грама, ризики не такі серйозні, хоча необхідні запобіжні заходи. Наприклад, більш небезпечного гамма-випромінювання майже не існує, але бета-випромінювання легко стримується склом.

Слід також пам’ятати, що ізотопи технецію мають тривалий період напіврозпаду. Тому кількість випромінювання, що генерується, невелика за короткий проміжок часу, що ще більше посилює необхідність роботи в невеликих кількостях.

Одним із способів маніпулювання технецієм є використання капюшона для рукавичок, щоб зразок був ізольований, а оператор не піддавався ризику, пов’язаному з радіацією.

Дізнайтеся більше: Які елементи періодичної системи є радіоактивними?

історія технецію

група 7 оф Періодична таблиця Довгий час привертала увагу, оскільки при розробці оригінальної таблиці Дмитром Менделєєвим лише одна елемент хімічний міститься в ньому: в марганцю. Таким чином, у 20 ст. було зроблено багато спроб відкрити елементи групи 7, більшість із них явно неефективні.

Однак у 1925 році Отто Берг, Уолтер Ноддак та Іда Таке (пізніше Іда Ноддак) стверджували, що відкрили не один, а два нових елементи групи 7, які вони назвали мазурій (Z = 43) і реній (Z = 75). Друге було прийнято, але елемент 43 не мав такої ж поваги, будучи предметом багатьох суперечок.

Зіткнувшись із багатьма тупиками, в Офіційне відкриття елемента 43 приписують італійцю Еміліо Сегре, який мав допомогу своєї групи дослідників, у 1937 році. Сегре та його команді вдалося маніпулювати зразком молібдену, який протягом кількох місяців бомбардували дейтерієм.

Після кількох аналізів італійській команді вдалося визначити цей новий елемент, який можна відокремити кип’ятінням з їдкий натр і невелика кількість перекис водню.

Назва технецій походить від грец технетос і означає «штучний».

Розв’язування вправ на технецій

питання 1

(ESCS-DF 2011) У ядерній медицині радіофармацевтичні препарати використовуються для діагностики та лікування різних захворювань. Деякі радіофармпрепарати використовують технецій-99m (Tc-99m), який має корисні властивості як маркер. нуклід гамма-випромінювача і може використовуватися при дослідженнях мозку, міокарда, щитовидної залози, легенів і інші.

Використання радіоізотопу залежить від його хімічних та біологічних властивостей, включаючи період напіврозпаду. Ізотоп 99mTc має період напіврозпаду шість годин, достатній для того, щоб він накопичився в досліджуваному органі і не залишався в організмі протягом тривалого часу.

Маса 99mTc, необхідна для виконання даного тесту, відповідає 500 мг. Враховуючи, що пацієнт буде проходити це обстеження через 12 годин після введення радіонукліду, мінімальна кількість радіофармацевтичного препарату, яку пацієнт повинен отримати, дорівнює:

А) 2 г

Б) 1 г

в) 500 мг

D) 250 мг

E) 125 мг

Роздільна здатність:

Альтернатива А

Період напіврозпаду – це час, необхідний для зменшення кількості радіоактивного зразка вдвічі. Пацієнт проведе обстеження через 12 годин після введення препарату ^{99 м}Tc, період напіврозпаду якого становить шість годин.

Якщо необхідно 500 мг, це означає, що через 12 годин тільки 500 мг ^{99 м}Tc буде доступним. Протягом 12 годин минуло два періоди напіврозпаду, тобто зразок зменшили вдвічі вдвічі, тобто початкову кількість поділи на чотири.

Таким чином, початкова кількість радіофармпрепарату, яку повинен отримати пацієнт, становить не менше 2 грамів, оскільки через 12 годин залишиться лише 500 мг зразка.

питання 2

(Fameca-SP 2014) На малюнку показано генератор 99mTc (метастабільний технецій-99), вироблений в Бразилії компанією Ipen. Цей радіонуклід, який використовується в ядерній медицині, безперервно утворюється в результаті розпаду «материнського» радіонукліду, яким є 99Mo (молібден-99). На графіку показано типову 99Mo активність цих генераторів як функцію часу в днях.

У ядерному рівнянні, що стосується розпаду 99Mo, «батьківського» нукліду, до 99mTc, «дочірнього» нукліду, відбувається виділення

А) альфа-частинки.

Б) негативні бета-частинки.

В) позитивні бета-частинки.

Г) нейтрони.

Д) протони.

Роздільна здатність:

Альтернатива C

обидва ⁹⁹Скільки коштує ^{99 м}Tc мають однакову масу. "м" в ^{99 м}Tc просто означає, що це метастабільний ізотоп, тобто він розташований на вищому енергетичному рівні, ніж ізотоп ⁹⁹Звичайний Tc, але без будь-якого втручання в масу.

Молібден має атомний номер 42, а технецій — 43.

Таким чином, видно, що в розпаді ⁹⁹Мо для виробництва с ^{99 м}Tc відбулося збереження маси і збільшення на одну одиницю атомного номера. Це характерно для викиду негативних бета-частинок, оскільки ці частинки мають незначну масу і атомний номер, рівний -1, як і електрон.

Стефано Араухо Новаїс
Вчитель хімії