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锝（Technetium），元素(su)符號Tc，原子(zi)序數為43，原子(zi)量(liang)為97.9072，在(zai)元素(su)周(zhou)期(qi)表中屬(shu)ⅦB族，單質為銀白色金屬(shu)。

1937年，由美國加州大學伯(bo)克利分校物理學家歐內斯特·勞倫斯，使(shi)用回旋加速器加速含(han)有一(yi)個質子的(de)氘(dao)原子核去(qu)“轟擊(ji)”42號元(yuan)素(su)(su)鉬，制得了43號新元(yuan)素(su)(su)锝。然后送給兩(liang)位意大利化學家佩里埃（C.Perrier）和埃米利奧·吉諾·塞格(ge)雷（E.G.Segré）鑒定，最(zui)后由兩(liang)位化學家向(xiang)世界(jie)宣(xuan)布锝元(yuan)素(su)(su)的(de)發現。它是第(di)一(yi)個用人工(gong)方法制得的(de)元(yuan)素(su)(su)，所以按(an)希臘文Technetos（人造(zao)）命名(ming)為Technetium。

研究簡史

锝(de)(de)(de)是首個以人工(gong)方(fang)法制(zhi)得的(de)元素，其主(zhu)要來源(yuan)為反(fan)應堆中鈾裂變產(chan)(chan)物(wu)。用(yong)氫(qing)在500~600℃還原硫(liu)化(hua)(hua)锝(de)(de)(de)（Tc2S7）或過锝(de)(de)(de)酸銨，可得金(jin)屬(shu)(shu)锝(de)(de)(de)。在硫(liu)酸溶液(ye)中電解過锝(de)(de)(de)酸銨也可析(xi)出金(jin)屬(shu)(shu)锝(de)(de)(de)。锝(de)(de)(de)的(de)性質與同(tong)族元素錸(lai)相(xiang)似(si)。高溫(wen)下锝(de)(de)(de)與氧生成(cheng)揮發性的(de)氧化(hua)(hua)物(wu)Tc2O7。常見同(tong)位素Tc-97的(de)半衰期為260萬年(nian)，可用(yong)作制(zhi)備β射線(xian)標(biao)準源(yuan)。少量(liang)的(de)（約5×10-5mol）過锝(de)(de)(de)酸銨可使鋼材的(de)腐(fu)蝕大(da)為減慢(man)。锝(de)(de)(de)和锝(de)(de)(de)鉬合(he)金(jin)具有良好的(de)超導性質。1960年(nian)以前，锝(de)(de)(de)只能(neng)小量(liang)生產(chan)(chan)，價格(ge)曾高達2800美元/克；70年(nian)代末已能(neng)進(jin)行千克量(liang)級生產(chan)(chan)，價格(ge)已下降到60美元/克以下。

門捷列夫在建立元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)周期系(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)時候(hou)，曾經預(yu)言它的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在，命(ming)(ming)名它為eka-manganese（類(lei)錳）。莫斯(si)(si)萊(lai)確(que)定了(le)(le)(le)(le)它的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)序數為43。其實，有(you)關這(zhe)(zhe)個元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)發(fa)現(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)報告(gao)早(zao)在門捷列夫建立元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)周期系(xi)以前就(jiu)開始了(le)(le)(le)(le)。在1846年，俄羅斯(si)(si)蓋爾(er)曼聲稱，從(cong)黑色鈦鐵礦中(zhong)發(fa)現(xian)(xian)了(le)(le)(le)(le)這(zhe)(zhe)個元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)，就(jiu)以這(zhe)(zhe)個礦石的(de)(de)(de)(de)(de)名稱命(ming)(ming)名它為ilmenium，并且測(ce)(ce)定了(le)(le)(le)(le)它的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)量約104.6，敘述了(le)(le)(le)(le)它的(de)(de)(de)(de)(de)一些性質(zhi)與錳相似。接著(zhu)，1877年，俄羅斯(si)(si)圣彼(bi)得(de)堡(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)工程師克恩(en)發(fa)表發(fa)現(xian)(xian)了(le)(le)(le)(le)一種占據鉬和釕之間的(de)(de)(de)(de)(de)新元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)報告(gao)，其原(yuan)子(zi)量經測(ce)(ce)定等于100。但它卻被另一些化(hua)(hua)(hua)學(xue)家(jia)證(zheng)明是銥、銠和鐵的(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合(he)物。亞(ya)洲的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)家(jia)們也不甘落后，在1908年，日本化(hua)(hua)(hua)學(xue)家(jia)小川(chuan)聲稱從(cong)方釷石中(zhong)發(fa)現(xian)(xian)這(zhe)(zhe)一元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)并命(ming)(ming)名為nipponium；到1924年，又有(you)化(hua)(hua)(hua)學(xue)家(jia)報告(gao)，利用(yong)X射(she)線光譜分析從(cong)錳礦中(zhong)發(fa)現(xian)(xian)了(le)(le)(le)(le)這(zhe)(zhe)一元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)，命(ming)(ming)名為moseleyum。遲至1925年，德國(guo)科學(xue)家(jia)也宣布，在鈮鐵礦中(zhong)發(fa)現(xian)(xian)了(le)(le)(le)(le)這(zhe)(zhe)一元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)。但這(zhe)(zhe)些發(fa)現(xian)(xian)都(dou)沒(mei)有(you)被證(zheng)實和承認。

于(yu)(yu)是(shi)43號元素(su)(su)被(bei)認為(wei)是(shi)“失(shi)蹤了”的(de)(de)(de)元素(su)(su)。后(hou)來(lai)，物(wu)理(li)學家(jia)們(men)的(de)(de)(de)“同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)統計規(gui)則(ze)”解釋了它“失(shi)蹤”的(de)(de)(de)緣由。這(zhe)個(ge)規(gui)則(ze)是(shi)1924年前蘇聯(lian)學者(zhe)蘇卡列夫(fu)提出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)，在(zai)(zai)1934年被(bei)德(de)國(guo)物(wu)理(li)學家(jia)馬陶赫確定。根(gen)據(ju)這(zhe)個(ge)規(gui)則(ze)，不能有(you)核(he)電荷僅(jin)僅(jin)相(xiang)差一(yi)個(ge)單位(wei)的(de)(de)(de)穩定同(tong)(tong)量素(su)(su)存在(zai)(zai)。同(tong)(tong)量素(su)(su)是(shi)指質(zhi)(zhi)量數相(xiang)同(tong)(tong)而原子序(xu)數不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)原子，如Ar-40、K-40、Ca-40都有(you)相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量40。由于(yu)(yu)它們(men)的(de)(de)(de)原子序(xu)數不同(tong)(tong)，所(suo)以它們(men)處在(zai)(zai)元素(su)(su)周期表不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)位(wei)置上，因(yin)而又稱異位(wei)素(su)(su)。锝(de)前后(hou)的(de)(de)(de)兩個(ge)元素(su)(su)鉬（42）、釕（44）分(fen)別有(you)一(yi)連串質(zhi)(zhi)量數94~102之間穩定同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)存在(zai)(zai)，所(suo)以再也不能有(you)锝(de)的(de)(de)(de)穩定同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)存在(zai)(zai)，因(yin)為(wei)锝(de)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量數應當是(shi)在(zai)(zai)這(zhe)些質(zhi)(zhi)量數之間。

在1936-1937年(nian)首先實現(xian)(xian)了人(ren)工方法制取它。1936年(nian)底意大(da)利年(nian)輕(qing)的(de)(de)(de)物理學家謝格爾到美(mei)國(guo)伯克利（Berkeley）進修。他(ta)利用那里(li)一臺先進的(de)(de)(de)回(hui)旋加速(su)器，用氘核照(zhao)射鉬(mu)，并(bing)把照(zhao)射過的(de)(de)(de)鉬(mu)帶回(hui)意大(da)利帕勒莫（Palerma）大(da)學。他(ta)在化(hua)學教授彼(bi)利埃協助下，經歷近半年(nian)時間，分離出10-10克的(de)(de)(de)Tc-99，并(bing)確定新(xin)元(yuan)素的(de)(de)(de)性質與(yu)錸非(fei)常(chang)相(xiang)似(si)，而與(yu)錳的(de)(de)(de)相(xiang)似(si)程度較差。隨后(hou)，二(er)人(ren)從鈾的(de)(de)(de)裂變(bian)產(chan)物中得到锝的(de)(de)(de)許多(duo)同位素，自然界僅發現(xian)(xian)極(ji)少量的(de)(de)(de)锝-99；已發現(xian)(xian)質量數90～110的(de)(de)(de)全部(bu)锝同位素。在1962年(nian)，B.T.Kenna及P.K.Kurod在非(fei)洲的(de)(de)(de)一個八水化(hua)三(san)鈾礦中，從鈾-238的(de)(de)(de)裂變(bian)物之中，找(zhao)到了微量的(de)(de)(de)锝-99。

锝(de)長(chang)久以(yi)來(lai)折磨著化學家們，因為不(bu)能找到它(ta)。我們現在知道(dao)它(ta)所有(you)的(de)同位(wei)素都是放射性的(de)，而且任何來(lai)自地球地殼的(de)這(zhe)種元素的(de)礦(kuang)物早已(yi)衰(shuai)變(bian)。（其(qi)壽命(ming)最長(chang)的(de)同位(wei)素的(de)半(ban)衰(shuai)期(qi)是4百萬年。）即便(bian)如此(ci)，有(you)些锝(de)原(yuan)子會在鈾發生核(he)裂(lie)變(bian)產生，一噸鈾只有(you)約1毫(hao)克锝(de)。在20世紀20年代聲明發現了這(zhe)個元素，或者說至(zhi)少(shao)是觀察到了它(ta)的(de)光譜了，不(bu)能被完全低估。

锝是由Emilio Segrè于1937年(nian)在(zai)意大利被發現的。他研究來(lai)自(zi)加利福尼亞的鉬，這需要暴露(lu)在(zai)高(gao)能量的輻射中(zhong)，他發現锝出現了并(bing)分離了它，今天，這種元素(su)從廢核燃料棒中(zhong)成噸提取。

理化性質

物理性質

元素名稱：锝

元素符號：Tc

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

元(yuan)素(su)類別：放(fang)射性(xing)金屬元(yuan)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

外層電(dian)子層排布：4d55s2

電子(zi)層：K-L-M-N-O

電離能：

第一電離能：702kJ/mol；

第二電離能：1472kJ/mol；

第三電離(li)能：2850kJ/mol；

第四電(dian)離能：4100kJ/mol；

第五電離能：5700kJ/mol；

第六電離(li)能：7300kJ/mol；

第(di)七(qi)電離能：9100kJ/mol。

氧化(hua)態：+4、+5、+6、+7

晶體(ti)結構：密排六方晶胞

晶胞參(can)數：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%

摩爾體(ti)積：8.52cm3/mol

受拉屈服強度：1.29GPa

極限抗拉強度：1.51GPa

導熱率：51W/(m K)

電阻率：2×10-7Ωm

電導率：5×106S/m

磁性特征：順磁性

電(dian)負性：1.9（鮑林標(biao)度）

原(yuan)子半徑：135pm

電子(zi)親和力(li)：53kJ/mol

共價半徑：147pm

放(fang)射性比度：32MBq/g

衰變方式：β衰變

體積磁化率：3.933×10-4

質量磁(ci)化率：3.42×10-8m/kg

摩爾磁化率：3.352×10-9m/mol

摩(mo)爾熱容：23kJ/mol

汽(qi)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)在(zai)空氣(qi)中的(de)反(fan)應活(huo)性，比在(zai)周期表(biao)中緊挨在(zai)锝(de)(de)(de)上(shang)面的(de)錳弱，而與在(zai)周期表(biao)中緊挨在(zai)锝(de)(de)(de)下面的(de)錸相當。锝(de)(de)(de)在(zai)空氣(qi)中只能緩慢地失去光澤(ze)，生產出來(lai)的(de)锝(de)(de)(de)一般是粉末(mo)狀或海綿狀的(de)，這樣會大大提(ti)高锝(de)(de)(de)的(de)反(fan)應活(huo)性，在(zai)氧(yang)氣(qi)中加熱锝(de)(de)(de)，會生成氧(yang)化锝(de)(de)(de)（Ⅶ）（七氧(yang)化二锝(de)(de)(de)，Tc?O?）。

锝在氟氣中燃燒生(sheng)(sheng)成(cheng)TcF5和(he)TcF6的(de)(de)(de)混合物，和(he)氯(lv)氣反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)TcCl4和(he)其他含氯(lv)化合物的(de)(de)(de)混合物。锝和(he)硫反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)TcS?。锝不和(he)氮氣反(fan)應(ying)(ying)。锝不溶于氫鹵酸(suan)或氨性H?O?中，但溶于中性或酸(suan)性的(de)(de)(de)H?O?溶液(ye)中。

制備方法

金屬锝的(de)(de)(de)制(zhi)備可(ke)(ke)在(zai)(zai)(zai)(zai)具備嚴(yan)格的(de)(de)(de)安全條(tiao)件(jian)下進行，可(ke)(ke)用氫氣在(zai)(zai)(zai)(zai)700一900℃下還原(yuan)高锝酸銨得到(dao)銀灰色的(de)(de)(de)純锝粉，也可(ke)(ke)用氫氣在(zai)(zai)(zai)(zai)1100℃時還原(yuan)七(qi)硫化二锝制(zhi)取。NH?TcO?在(zai)(zai)(zai)(zai)1mol/dm3H?SO?溶液中電解，在(zai)(zai)(zai)(zai)銅陰(yin)極上可(ke)(ke)得到(dao)光亮的(de)(de)(de)純锝鍍層。還可(ke)(ke)在(zai)(zai)(zai)(zai)赤熱條(tiao)件(jian)下分解（NH?）zTcCI。得到(dao)純锝粉。

原子反應堆核燃料再處理時的(de)副產品(pin)中，含有壽命較長的(de)同位素(su)99Tc。此元素(su)現(xian)已可以(yi)大量的(de)制(zhi)得(de)，并(bing)有市售。使用锝的(de)實驗室以(yi)及實驗條件(jian)必(bi)須在(zai)滿足非密封(feng)射線(xian)源處理條件(jian)要求下進(jin)行。

由于(yu)99Tc的(de)(de)半(ban)衰期(qi)約(yue)為108年，所以1g的(de)(de)99Tc，約(yue)為16mci，1mci約(yue)為60mg的(de)(de)99Tc。處理時必(bi)須十分小心。

制(zhi)法 市售品系(xi)從(cong)(cong)核裂變產物中分(fen)(fen)離出(chu)來(lai)的(de)(de)產品，大部分(fen)(fen)為99Tc。通常可購入(ru)高锝酸銨NH?TcO?這一(yi)類(lei)型的(de)(de)產品1mci單位。除此以外(wai)，也有通過(guo)與鉬核的(de)(de)(n，γ)反應，生成壽命更長的(de)(de)同(tong)位素(su)，但鉬的(de)(de)吸(xi)收截面(mian)積小，而且從(cong)(cong)大量的(de)(de)鉬中分(fen)(fen)離很(hen)復(fu)雜，故難以得到。

99Tc本身的放(fang)射線是(shi)所謂軟性(soft)的β射線，比起處理鐳、釙來，其實(shi)驗(yan)還是(shi)較易進(jin)行的。但必須時刻記(ji)住：本品(pin)是(shi)放(fang)射性元素，不得任意將其舍棄(qi)，而應加以回(hui)收。由于本品(pin)價格昂貴，故進(jin)行回(hui)收是(shi)極有意義的工作(zuo)。

回收時(shi)，用過(guo)氧化氫(qing)或過(guo)二硫(liu)酸銨(NH?)?S?O8進(jin)行(xing)氧化，使其成(cheng)為高锝酸根離子(zi)(zi)TcO-?的形式(shi)，然后以高氯酸根離子(zi)(zi)作為載(zai)體，使之析(xi)出四苯基(ji)砷(shen)鹽(yan)沉淀。也可(ke)用錸作載(zai)體。此外(wai)，七價锝用七價錸作載(zai)體時(shi)，經硫(liu)化氫(qing)處理，锝變成(cheng)Tc?S7的沉淀而加以分離。

金屬锝(de)的(de)(de)制備須在具備嚴格的(de)(de)安全(quan)條(tiao)件(jian)下(xia)進(jin)行。可(ke)(ke)用(yong)氫氣(qi)(qi)在700～900℃下(xia)還原(yuan)高锝(de)酸銨得到(dao)銀灰色的(de)(de)純(chun)(chun)锝(de)粉，也可(ke)(ke)用(yong)氫氣(qi)(qi)在1100℃時還原(yuan)七硫(liu)化二锝(de)制取。NH?TcO?在1mol/L H?SO?溶液中(zhong)電解，在銅(tong)陰極上可(ke)(ke)得到(dao)光亮(liang)的(de)(de)純(chun)(chun)锝(de)鍍層(ceng)。還可(ke)(ke)在赤熱條(tiao)件(jian)下(xia)分解(NH?)?TcCl6得到(dao)純(chun)(chun)锝(de)粉。

應用領域

工業用途

因為同位(wei)素Tc-97具(ju)有(you)260萬年的長半(ban)衰期，故用(yong)于(yu)化學研究。過锝酸(suan)鹽是鋼的良好緩(huan)蝕劑。锝在冶金中(zhong)用(yong)作示(shi)蹤劑，還用(yong)于(yu)低溫化學及抗腐蝕產品中(zhong)，亦(yi)用(yong)作核燃料燃耗測定。

醫學用途

锝(de)99m，一種(zhong)锝(de)的(de)半衰期極短的(de)不(bu)穩定同位(wei)素，是核醫學(xue)臨床診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)中應(ying)用(yong)最廣(guang)的(de)醫用(yong)核素，常用(yong)锝(de)（Tc-99m）焦磷酸(suan)鹽注射液拼(pin)音(yin)名(ming)。用(yong)99Tcm標記的(de)用(yong)于診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)臟器疾病(bing)和功(gong)能(neng)的(de)放(fang)射性顯像(xiang)(xiang)劑(ji)(ji)。從99Mo-99Tcm-發生器用(yong)生理鹽水淋洗得到的(de)是99TcmO4-，用(yong)于甲狀(zhuang)腺(xian)顯像(xiang)(xiang)。但(dan)多數(shu)情(qing)況下(xia)用(yong)還原(yuan)(yuan)劑(ji)(ji)還原(yuan)(yuan)成+1、+3、+4和+5價(jia)離子與含O、N、S、P等(deng)(deng)供體原(yuan)(yuan)子的(de)化(hua)合物反(fan)應(ying)制成放(fang)射性藥的(de)。99Tcm放(fang)射性藥物不(bu)僅用(yong)于狀(zhuang)態圖像(xiang)(xiang)診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)，而(er)且還可用(yong)于功(gong)能(neng)（如腦、心肌(ji)，肝功(gong)能(neng)等(deng)(deng)）診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)，已占(zhan)診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)用(yong)放(fang)射性顯像(xiang)(xiang)劑(ji)(ji)的(de)約85%，可用(yong)于診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)腦、心肌(ji)和腫瘤等(deng)(deng)疾病(bing)和幾乎所有臟器疾病(bing)。