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锝（Technetium），元素符號Tc，原(yuan)子(zi)序數為(wei)43，原(yuan)子(zi)量(liang)為(wei)97.9072，在元素周期(qi)表中屬ⅦB族，單質為(wei)銀白色(se)金屬。

1937年，由(you)美(mei)國(guo)加州大學(xue)(xue)伯克利(li)分校物理學(xue)(xue)家歐內斯特(te)·勞倫斯，使用(yong)回旋(xuan)加速器加速含(han)有一(yi)個(ge)(ge)質子(zi)的氘(dao)原子(zi)核去“轟擊”42號元(yuan)素(su)(su)鉬，制(zhi)(zhi)得(de)了43號新元(yuan)素(su)(su)锝。然后(hou)送給(gei)兩(liang)位意大利(li)化學(xue)(xue)家佩里埃（C.Perrier）和埃米利(li)奧·吉諾·塞格雷（E.G.Segré）鑒定，最后(hou)由(you)兩(liang)位化學(xue)(xue)家向世界宣(xuan)布锝元(yuan)素(su)(su)的發(fa)現。它是第(di)一(yi)個(ge)(ge)用(yong)人工方(fang)法制(zhi)(zhi)得(de)的元(yuan)素(su)(su)，所以按希臘文Technetos（人造）命名為Technetium。

研究簡史

锝(de)是首個以人工方法制(zhi)得的元(yuan)素(su)，其主要來源為反應(ying)堆中(zhong)(zhong)鈾裂變產物(wu)。用氫在500~600℃還原硫化锝(de)（Tc2S7）或過锝(de)酸銨，可得金屬锝(de)。在硫酸溶液(ye)中(zhong)(zhong)電解過锝(de)酸銨也可析(xi)出金屬锝(de)。锝(de)的性質與(yu)同族元(yuan)素(su)錸相似。高(gao)(gao)溫下(xia)锝(de)與(yu)氧生成揮(hui)發性的氧化物(wu)Tc2O7。常見(jian)同位(wei)素(su)Tc-97的半衰期為260萬年，可用作制(zhi)備β射線(xian)標準源。少量(liang)的（約5×10-5mol）過锝(de)酸銨可使鋼材的腐蝕(shi)大為減慢。锝(de)和(he)锝(de)鉬合金具有良好的超導性質。1960年以前，锝(de)只(zhi)能小量(liang)生產，價格曾(ceng)高(gao)(gao)達2800美(mei)元(yuan)/克(ke)；70年代末(mo)已能進行千克(ke)量(liang)級生產，價格已下(xia)降到60美(mei)元(yuan)/克(ke)以下(xia)。

門捷(jie)列夫(fu)在(zai)建立元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)周期(qi)(qi)系(xi)的(de)(de)(de)時候，曾(ceng)經預言(yan)它(ta)的(de)(de)(de)存在(zai)，命名它(ta)為eka-manganese（類(lei)錳(meng)(meng)）。莫斯萊確定了(le)它(ta)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)序數(shu)為43。其(qi)(qi)實，有(you)關這(zhe)個(ge)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)發(fa)(fa)現(xian)的(de)(de)(de)報告早(zao)在(zai)門捷(jie)列夫(fu)建立元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)周期(qi)(qi)系(xi)以前就(jiu)開始(shi)了(le)。在(zai)1846年(nian)(nian)，俄羅斯蓋(gai)爾曼聲稱，從(cong)黑色(se)鈦鐵礦中發(fa)(fa)現(xian)了(le)這(zhe)個(ge)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)，就(jiu)以這(zhe)個(ge)礦石的(de)(de)(de)名稱命名它(ta)為ilmenium，并(bing)且測定了(le)它(ta)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)量約104.6，敘述了(le)它(ta)的(de)(de)(de)一(yi)些性質與錳(meng)(meng)相似。接著(zhu)，1877年(nian)(nian)，俄羅斯圣彼得堡(bao)的(de)(de)(de)化學(xue)(xue)工程師克恩發(fa)(fa)表發(fa)(fa)現(xian)了(le)一(yi)種占據(ju)鉬和釕之間的(de)(de)(de)新元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)報告，其(qi)(qi)原(yuan)(yuan)子(zi)量經測定等于100。但它(ta)卻被另一(yi)些化學(xue)(xue)家(jia)證明是銥、銠和鐵的(de)(de)(de)混合物。亞洲的(de)(de)(de)化學(xue)(xue)家(jia)們(men)也不甘落后，在(zai)1908年(nian)(nian)，日本(ben)化學(xue)(xue)家(jia)小川聲稱從(cong)方釷石中發(fa)(fa)現(xian)這(zhe)一(yi)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)并(bing)命名為nipponium；到(dao)1924年(nian)(nian)，又有(you)化學(xue)(xue)家(jia)報告，利用X射線光譜分析從(cong)錳(meng)(meng)礦中發(fa)(fa)現(xian)了(le)這(zhe)一(yi)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)，命名為moseleyum。遲至1925年(nian)(nian)，德國科學(xue)(xue)家(jia)也宣布，在(zai)鈮鐵礦中發(fa)(fa)現(xian)了(le)這(zhe)一(yi)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)。但這(zhe)些發(fa)(fa)現(xian)都沒有(you)被證實和承認。

于(yu)是(shi)43號元(yuan)素(su)被(bei)認為(wei)是(shi)“失(shi)蹤了(le)(le)”的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)。后來(lai)，物理學家(jia)們的(de)(de)(de)“同(tong)(tong)位素(su)統(tong)計(ji)規則(ze)”解釋了(le)(le)它“失(shi)蹤”的(de)(de)(de)緣由。這(zhe)個規則(ze)是(shi)1924年前(qian)蘇聯學者蘇卡列夫提出來(lai)的(de)(de)(de)，在(zai)(zai)1934年被(bei)德國物理學家(jia)馬陶赫確定。根據這(zhe)個規則(ze)，不(bu)能有核電荷僅(jin)僅(jin)相(xiang)差一個單位的(de)(de)(de)穩(wen)定同(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)素(su)存(cun)在(zai)(zai)。同(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)素(su)是(shi)指質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)相(xiang)同(tong)(tong)而原子(zi)序數(shu)(shu)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)原子(zi)，如Ar-40、K-40、Ca-40都有相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)40。由于(yu)它們的(de)(de)(de)原子(zi)序數(shu)(shu)不(bu)同(tong)(tong)，所(suo)以(yi)它們處在(zai)(zai)元(yuan)素(su)周(zhou)期表不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)位置(zhi)上(shang)，因而又稱(cheng)異位素(su)。锝(de)前(qian)后的(de)(de)(de)兩個元(yuan)素(su)鉬(mu)（42）、釕(liao)（44）分別有一連串(chuan)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)94~102之間穩(wen)定同(tong)(tong)位素(su)存(cun)在(zai)(zai)，所(suo)以(yi)再也不(bu)能有锝(de)的(de)(de)(de)穩(wen)定同(tong)(tong)位素(su)存(cun)在(zai)(zai)，因為(wei)锝(de)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)應當(dang)是(shi)在(zai)(zai)這(zhe)些質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)之間。

在1936-1937年(nian)(nian)首先(xian)實(shi)現(xian)了人(ren)工方(fang)法制(zhi)取(qu)它(ta)。1936年(nian)(nian)底意(yi)大利(li)(li)年(nian)(nian)輕的(de)(de)(de)物理學家謝格爾到(dao)美國伯克利(li)(li)（Berkeley）進(jin)修。他(ta)利(li)(li)用那里一臺(tai)先(xian)進(jin)的(de)(de)(de)回旋加速器，用氘(dao)核照射鉬，并把照射過的(de)(de)(de)鉬帶回意(yi)大利(li)(li)帕勒莫（Palerma）大學。他(ta)在化學教授彼(bi)利(li)(li)埃協助下，經歷近半年(nian)(nian)時間，分離(li)出(chu)10-10克的(de)(de)(de)Tc-99，并確定(ding)新元素的(de)(de)(de)性(xing)質與錸非常相(xiang)似(si)，而與錳(meng)的(de)(de)(de)相(xiang)似(si)程度較(jiao)差。隨后，二人(ren)從鈾的(de)(de)(de)裂(lie)變(bian)產(chan)物中(zhong)得到(dao)锝的(de)(de)(de)許多同位(wei)素，自然(ran)界僅(jin)發(fa)現(xian)極少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)锝-99；已(yi)發(fa)現(xian)質量(liang)數(shu)90～110的(de)(de)(de)全部锝同位(wei)素。在1962年(nian)(nian)，B.T.Kenna及(ji)P.K.Kurod在非洲的(de)(de)(de)一個(ge)八(ba)水化三鈾礦中(zhong)，從鈾-238的(de)(de)(de)裂(lie)變(bian)物之(zhi)中(zhong)，找(zhao)到(dao)了微量(liang)的(de)(de)(de)锝-99。

锝長(chang)久以來折(zhe)磨(mo)著化學家們，因為不(bu)能找(zhao)到它。我(wo)們現在知(zhi)道(dao)它所有的(de)(de)同位(wei)素(su)都是放射性的(de)(de)，而且任何來自地球地殼的(de)(de)這種元素(su)的(de)(de)礦物早已衰(shuai)變(bian)。（其(qi)壽命最長(chang)的(de)(de)同位(wei)素(su)的(de)(de)半衰(shuai)期是4百萬年。）即(ji)便如此(ci)，有些锝原(yuan)子會在鈾發生核裂變(bian)產生，一噸鈾只(zhi)有約1毫克锝。在20世紀20年代聲明(ming)發現了這個元素(su)，或者說至少是觀察到了它的(de)(de)光譜(pu)了，不(bu)能被完全(quan)低估。

锝(de)是由Emilio Segrè于1937年(nian)在(zai)意大利(li)被發現(xian)的。他研究來自加(jia)利(li)福尼亞(ya)的鉬(mu)，這(zhe)需(xu)要暴露在(zai)高能量(liang)的輻射(she)中，他發現(xian)锝(de)出現(xian)了并分離了它，今天，這(zhe)種元(yuan)素從廢(fei)核燃(ran)料(liao)棒中成(cheng)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）

元素類別：放射性金屬(shu)元素

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(bu)：4d55s2

電子層：K-L-M-N-O

電離能：

第一電離能：702kJ/mol；

第二電離能：1472kJ/mol；

第(di)三電離能：2850kJ/mol；

第四電離能：4100kJ/mol；

第五電離能：5700kJ/mol；

第(di)六電離能(neng)：7300kJ/mol；

第七電離能：9100kJ/mol。

氧化態(tai)：+4、+5、+6、+7

晶體結構：密排六方晶胞

晶(jing)胞參數：a=273.5pm；b=273.5pm；c=438.8pm

α=90°；β=90°；γ=120°。

外觀：銀白色金(jin)屬(shu)

熔點：2157℃

沸點：4265℃

密度：11.49g/cm3

地殼(ke)豐(feng)度：5×10-16%

摩爾體積(ji)：8.52cm3/mol

受拉屈(qu)服強度：1.29GPa

極限(xian)抗拉(la)強度：1.51GPa

導(dao)熱(re)率：51W/(m K)

電阻(zu)率：2×10-7Ωm

電導(dao)率：5×106S/m

磁(ci)性特征：順磁(ci)性

電負性：1.9（鮑林標度）

原(yuan)子半徑：135pm

電子親和力(li)：53kJ/mol

共價半徑：147pm

放(fang)射性(xing)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

摩爾(er)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(de)在(zai)(zai)空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)反(fan)應(ying)活(huo)性，比在(zai)(zai)周期(qi)表(biao)中(zhong)緊(jin)挨在(zai)(zai)锝(de)上面的(de)錳弱，而(er)與(yu)在(zai)(zai)周期(qi)表(biao)中(zhong)緊(jin)挨在(zai)(zai)锝(de)下面的(de)錸相當。锝(de)在(zai)(zai)空氣(qi)(qi)中(zhong)只能(neng)緩慢(man)地失(shi)去光澤，生(sheng)產出來的(de)锝(de)一(yi)般是粉末狀或海綿狀的(de)，這樣會大大提高锝(de)的(de)反(fan)應(ying)活(huo)性，在(zai)(zai)氧(yang)氣(qi)(qi)中(zhong)加熱锝(de)，會生(sheng)成氧(yang)化(hua)锝(de)（Ⅶ）（七氧(yang)化(hua)二锝(de)，Tc?O?）。

锝在氟氣(qi)中(zhong)燃(ran)燒生成(cheng)TcF5和TcF6的混合物(wu)(wu)，和氯(lv)(lv)氣(qi)反(fan)(fan)應生成(cheng)TcCl4和其他含氯(lv)(lv)化合物(wu)(wu)的混合物(wu)(wu)。锝和硫反(fan)(fan)應生成(cheng)TcS?。锝不和氮氣(qi)反(fan)(fan)應。锝不溶于氫鹵酸(suan)或氨性(xing)H?O?中(zhong)，但溶于中(zhong)性(xing)或酸(suan)性(xing)的H?O?溶液中(zhong)。

制備方法

金(jin)屬锝的制(zhi)備可(ke)在(zai)具備嚴格的安全條件下進(jin)行(xing)，可(ke)用(yong)氫(qing)氣在(zai)700一900℃下還原高锝酸銨得到(dao)銀灰色(se)的純(chun)锝粉，也可(ke)用(yong)氫(qing)氣在(zai)1100℃時(shi)還原七(qi)硫化二锝制(zhi)取(qu)。NH?TcO?在(zai)1mol/dm3H?SO?溶液中(zhong)電(dian)解，在(zai)銅陰極上可(ke)得到(dao)光亮(liang)的純(chun)锝鍍層。還可(ke)在(zai)赤熱條件下分(fen)解（NH?）zTcCI。得到(dao)純(chun)锝粉。

原(yuan)子反應堆(dui)核(he)燃料再處(chu)理時(shi)的副產品中(zhong)，含有(you)壽命較長的同位(wei)素99Tc。此元素現已(yi)可以大(da)量(liang)的制得，并有(you)市售。使用锝的實驗室以及實驗條件(jian)必(bi)須(xu)在滿足非密封射線源處(chu)理條件(jian)要求(qiu)下進行。

由(you)于99Tc的半衰期約(yue)(yue)為108年，所(suo)以1g的99Tc，約(yue)(yue)為16mci，1mci約(yue)(yue)為60mg的99Tc。處理時(shi)必須十分小心。

制法 市(shi)售品系(xi)從(cong)核裂變(bian)產(chan)物中分離出(chu)來(lai)的(de)產(chan)品，大(da)部分為99Tc。通(tong)常可購入高锝酸銨NH?TcO?這一類型的(de)產(chan)品1mci單位(wei)。除(chu)此(ci)以(yi)外，也有(you)通(tong)過與鉬核的(de)(n，γ)反應，生成壽命更長的(de)同位(wei)素，但鉬的(de)吸收截(jie)面(mian)積小，而且從(cong)大(da)量的(de)鉬中分離很復雜(za)，故難以(yi)得到。

99Tc本(ben)(ben)身(shen)的(de)(de)放射線是(shi)(shi)所謂軟(ruan)性(xing)(soft)的(de)(de)β射線，比(bi)起處理鐳、釙來，其實(shi)驗還是(shi)(shi)較易(yi)進行(xing)的(de)(de)。但(dan)必須時(shi)刻記住：本(ben)(ben)品(pin)是(shi)(shi)放射性(xing)元素，不得任意(yi)將其舍棄，而應加以回收。由于(yu)本(ben)(ben)品(pin)價格(ge)昂貴(gui)，故進行(xing)回收是(shi)(shi)極有(you)意(yi)義的(de)(de)工作(zuo)。

回收時，用(yong)過氧化氫或過二硫(liu)酸銨(NH?)?S?O8進行(xing)氧化，使其成(cheng)為高(gao)锝酸根離(li)(li)子TcO-?的(de)形式(shi)，然(ran)后以高(gao)氯酸根離(li)(li)子作(zuo)(zuo)為載體，使之析出四(si)苯(ben)基砷鹽沉淀。也可用(yong)錸作(zuo)(zuo)載體。此(ci)外，七(qi)價锝用(yong)七(qi)價錸作(zuo)(zuo)載體時，經(jing)硫(liu)化氫處(chu)理(li)，锝變成(cheng)Tc?S7的(de)沉淀而(er)加以分離(li)(li)。

金屬(shu)锝(de)的制(zhi)備須在具(ju)備嚴格的安(an)全條(tiao)件下(xia)進行。可(ke)(ke)(ke)用(yong)氫氣(qi)在700～900℃下(xia)還原(yuan)高(gao)锝(de)酸銨得(de)到銀灰(hui)色的純(chun)(chun)锝(de)粉，也可(ke)(ke)(ke)用(yong)氫氣(qi)在1100℃時還原(yuan)七(qi)硫化二锝(de)制(zhi)取(qu)。NH?TcO?在1mol/L H?SO?溶液中(zhong)電解(jie)，在銅(tong)陰(yin)極上可(ke)(ke)(ke)得(de)到光(guang)亮的純(chun)(chun)锝(de)鍍(du)層。還可(ke)(ke)(ke)在赤熱條(tiao)件下(xia)分解(jie)(NH?)?TcCl6得(de)到純(chun)(chun)锝(de)粉。

應用領域

工業用途

因(yin)為同位素Tc-97具有(you)260萬年的(de)長(chang)半衰(shuai)期，故(gu)用(yong)于化(hua)學研究(jiu)。過锝酸鹽(yan)是鋼的(de)良好緩蝕(shi)劑(ji)。锝在冶金中(zhong)(zhong)用(yong)作示蹤劑(ji)，還用(yong)于低溫(wen)化(hua)學及抗腐蝕(shi)產品中(zhong)(zhong)，亦用(yong)作核燃料(liao)燃耗測定(ding)。

醫學用途

锝(de)99m，一(yi)種(zhong)锝(de)的(de)(de)(de)半衰期極(ji)短的(de)(de)(de)不穩定同(tong)位素，是核醫學臨床診(zhen)斷(duan)(duan)(duan)中(zhong)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)最廣的(de)(de)(de)醫用(yong)(yong)(yong)核素，常(chang)用(yong)(yong)(yong)锝(de)（Tc-99m）焦磷酸鹽注(zhu)射液拼(pin)音名(ming)。用(yong)(yong)(yong)99Tcm標(biao)記的(de)(de)(de)用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)診(zhen)斷(duan)(duan)(duan)臟(zang)器(qi)(qi)疾病(bing)和功(gong)(gong)能的(de)(de)(de)放射性(xing)顯像(xiang)劑(ji)(ji)(ji)。從99Mo-99Tcm-發生器(qi)(qi)用(yong)(yong)(yong)生理鹽水淋洗得到的(de)(de)(de)是99TcmO4-，用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)甲狀腺顯像(xiang)。但多數情況下用(yong)(yong)(yong)還原(yuan)劑(ji)(ji)(ji)還原(yuan)成+1、+3、+4和+5價(jia)離子與含O、N、S、P等供體原(yuan)子的(de)(de)(de)化合物反應(ying)(ying)制成放射性(xing)藥的(de)(de)(de)。99Tcm放射性(xing)藥物不僅用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)狀態圖像(xiang)診(zhen)斷(duan)(duan)(duan)，而且(qie)還可(ke)用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)功(gong)(gong)能（如(ru)腦(nao)、心肌(ji)(ji)，肝功(gong)(gong)能等）診(zhen)斷(duan)(duan)(duan)，已(yi)占診(zhen)斷(duan)(duan)(duan)用(yong)(yong)(yong)放射性(xing)顯像(xiang)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)約85%，可(ke)用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)診(zhen)斷(duan)(duan)(duan)腦(nao)、心肌(ji)(ji)和腫瘤(liu)等疾病(bing)和幾乎所有(you)臟(zang)器(qi)(qi)疾病(bing)。