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锝（Technetium），元(yuan)素符號Tc，原子(zi)(zi)序數為(wei)43，原子(zi)(zi)量為(wei)97.9072，在元(yuan)素周期表中屬(shu)ⅦB族(zu)，單質為(wei)銀(yin)白色(se)金(jin)屬(shu)。

1937年，由美國加州大(da)學伯克利(li)分校物理學家歐內(nei)斯特·勞倫斯，使用回旋(xuan)加速(su)器加速(su)含有一個質子(zi)的氘原子(zi)核(he)去“轟擊”42號(hao)元素(su)鉬(mu)，制(zhi)得了43號(hao)新元素(su)锝。然(ran)后送給兩位意大(da)利(li)化學家佩里埃（C.Perrier）和埃米利(li)奧·吉諾·塞格(ge)雷(lei)（E.G.Segré）鑒定，最后由兩位化學家向世界宣布锝元素(su)的發(fa)現。它是第一個用人(ren)(ren)工(gong)方法制(zhi)得的元素(su)，所以按(an)希臘(la)文Technetos（人(ren)(ren)造）命名(ming)為Technetium。

研究簡史

锝(de)(de)(de)是首(shou)個以人工(gong)方(fang)法(fa)制得(de)的(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)，其主要來(lai)源為(wei)反(fan)應堆中鈾(you)裂(lie)變產(chan)物(wu)(wu)。用氫在(zai)500~600℃還(huan)原硫化锝(de)(de)(de)（Tc2S7）或(huo)過锝(de)(de)(de)酸(suan)銨(an)，可(ke)得(de)金屬锝(de)(de)(de)。在(zai)硫酸(suan)溶液中電解過锝(de)(de)(de)酸(suan)銨(an)也可(ke)析出金屬锝(de)(de)(de)。锝(de)(de)(de)的(de)(de)性(xing)質與同(tong)族元(yuan)(yuan)素(su)錸相(xiang)似。高溫下锝(de)(de)(de)與氧生成(cheng)揮發性(xing)的(de)(de)氧化物(wu)(wu)Tc2O7。常(chang)見同(tong)位素(su)Tc-97的(de)(de)半衰期為(wei)260萬年，可(ke)用作制備β射線標準源。少量(liang)(liang)的(de)(de)（約5×10-5mol）過锝(de)(de)(de)酸(suan)銨(an)可(ke)使(shi)鋼材(cai)的(de)(de)腐蝕大為(wei)減慢(man)。锝(de)(de)(de)和锝(de)(de)(de)鉬合(he)金具(ju)有良好的(de)(de)超(chao)導性(xing)質。1960年以前，锝(de)(de)(de)只能小(xiao)量(liang)(liang)生產(chan)，價(jia)格曾高達2800美元(yuan)(yuan)/克(ke)；70年代末已(yi)能進行千克(ke)量(liang)(liang)級生產(chan)，價(jia)格已(yi)下降到60美元(yuan)(yuan)/克(ke)以下。

門捷列(lie)夫在(zai)(zai)建(jian)(jian)立元(yuan)素(su)(su)周(zhou)期(qi)系的(de)(de)(de)時候(hou)，曾經預言它(ta)(ta)的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)，命(ming)名(ming)(ming)它(ta)(ta)為(wei)(wei)(wei)eka-manganese（類錳）。莫斯萊確定(ding)了(le)(le)它(ta)(ta)的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)序數為(wei)(wei)(wei)43。其(qi)實(shi)(shi)，有(you)關這(zhe)(zhe)個(ge)元(yuan)素(su)(su)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)報(bao)告(gao)(gao)早在(zai)(zai)門捷列(lie)夫建(jian)(jian)立元(yuan)素(su)(su)周(zhou)期(qi)系以前(qian)就開始了(le)(le)。在(zai)(zai)1846年(nian)，俄羅(luo)斯蓋(gai)爾曼聲稱(cheng)，從黑色鈦鐵(tie)礦(kuang)中(zhong)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)了(le)(le)這(zhe)(zhe)個(ge)元(yuan)素(su)(su)，就以這(zhe)(zhe)個(ge)礦(kuang)石(shi)的(de)(de)(de)名(ming)(ming)稱(cheng)命(ming)名(ming)(ming)它(ta)(ta)為(wei)(wei)(wei)ilmenium，并且(qie)測定(ding)了(le)(le)它(ta)(ta)的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)量約104.6，敘述了(le)(le)它(ta)(ta)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)些(xie)性質與錳相似。接(jie)著，1877年(nian)，俄羅(luo)斯圣(sheng)彼得堡(bao)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)(xue)工程師克恩發(fa)(fa)表發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)了(le)(le)一(yi)(yi)種占據鉬(mu)和(he)釕之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)新元(yuan)素(su)(su)報(bao)告(gao)(gao)，其(qi)原(yuan)子(zi)(zi)量經測定(ding)等于100。但它(ta)(ta)卻被另一(yi)(yi)些(xie)化(hua)學(xue)(xue)家證(zheng)明是銥(yi)、銠和(he)鐵(tie)的(de)(de)(de)混(hun)合物。亞(ya)洲(zhou)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)(xue)家們也不甘落(luo)后，在(zai)(zai)1908年(nian)，日本化(hua)學(xue)(xue)家小川聲稱(cheng)從方釷石(shi)中(zhong)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)元(yuan)素(su)(su)并命(ming)名(ming)(ming)為(wei)(wei)(wei)nipponium；到1924年(nian)，又有(you)化(hua)學(xue)(xue)家報(bao)告(gao)(gao)，利用(yong)X射(she)線光譜分(fen)析從錳礦(kuang)中(zhong)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)了(le)(le)這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)元(yuan)素(su)(su)，命(ming)名(ming)(ming)為(wei)(wei)(wei)moseleyum。遲至1925年(nian)，德國科學(xue)(xue)家也宣布，在(zai)(zai)鈮鐵(tie)礦(kuang)中(zhong)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)了(le)(le)這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)元(yuan)素(su)(su)。但這(zhe)(zhe)些(xie)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)都沒有(you)被證(zheng)實(shi)(shi)和(he)承認。

于(yu)是43號元素(su)(su)(su)(su)(su)被(bei)認為(wei)是“失蹤了”的(de)(de)(de)元素(su)(su)(su)(su)(su)。后來(lai)，物(wu)理學家們的(de)(de)(de)“同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)(su)統計規(gui)則(ze)”解釋了它“失蹤”的(de)(de)(de)緣由。這個(ge)規(gui)則(ze)是1924年前蘇聯學者蘇卡列夫提出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)，在1934年被(bei)德(de)國(guo)物(wu)理學家馬陶赫確(que)定。根據這個(ge)規(gui)則(ze)，不(bu)能有(you)核電荷(he)僅僅相差一個(ge)單位(wei)的(de)(de)(de)穩(wen)定同(tong)(tong)量(liang)(liang)素(su)(su)(su)(su)(su)存在。同(tong)(tong)量(liang)(liang)素(su)(su)(su)(su)(su)是指質量(liang)(liang)數相同(tong)(tong)而(er)原子(zi)序數不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)原子(zi)，如Ar-40、K-40、Ca-40都有(you)相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)40。由于(yu)它們的(de)(de)(de)原子(zi)序數不(bu)同(tong)(tong)，所以它們處在元素(su)(su)(su)(su)(su)周期表不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)位(wei)置上，因而(er)又稱異(yi)位(wei)素(su)(su)(su)(su)(su)。锝(de)前后的(de)(de)(de)兩個(ge)元素(su)(su)(su)(su)(su)鉬（42）、釕（44）分別有(you)一連串質量(liang)(liang)數94~102之間穩(wen)定同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)(su)存在，所以再(zai)也不(bu)能有(you)锝(de)的(de)(de)(de)穩(wen)定同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)(su)(su)(su)存在，因為(wei)锝(de)的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)數應(ying)當是在這些質量(liang)(liang)數之間。

在(zai)1936-1937年(nian)首先(xian)實現(xian)(xian)(xian)了(le)人工方法制取它(ta)。1936年(nian)底意(yi)大利(li)年(nian)輕的(de)物理(li)學家謝格爾到(dao)美國伯克(ke)利(li)（Berkeley）進修。他利(li)用(yong)那里一臺先(xian)進的(de)回旋加速器，用(yong)氘(dao)核照射(she)鉬，并(bing)把照射(she)過的(de)鉬帶回意(yi)大利(li)帕勒莫（Palerma）大學。他在(zai)化(hua)學教(jiao)授(shou)彼利(li)埃協助下，經歷近半年(nian)時間，分(fen)離出10-10克(ke)的(de)Tc-99，并(bing)確定(ding)新元素的(de)性(xing)質與(yu)錸非常相似(si)，而與(yu)錳(meng)的(de)相似(si)程度(du)較差。隨后，二(er)人從(cong)鈾的(de)裂(lie)變產(chan)物中(zhong)得到(dao)锝(de)的(de)許多同(tong)位(wei)素，自(zi)然界僅發(fa)現(xian)(xian)(xian)極少量(liang)的(de)锝(de)-99；已發(fa)現(xian)(xian)(xian)質量(liang)數90～110的(de)全部锝(de)同(tong)位(wei)素。在(zai)1962年(nian)，B.T.Kenna及P.K.Kurod在(zai)非洲的(de)一個八(ba)水化(hua)三鈾礦(kuang)中(zhong)，從(cong)鈾-238的(de)裂(lie)變物之中(zhong)，找到(dao)了(le)微量(liang)的(de)锝(de)-99。

锝長久以來折磨著化學家們，因為不能找到(dao)它(ta)。我們現在知(zhi)道它(ta)所(suo)有的(de)(de)同位素(su)都(dou)是放射性的(de)(de)，而且任(ren)何來自地球地殼(ke)的(de)(de)這種元素(su)的(de)(de)礦物早已衰(shuai)變(bian)。（其壽命最長的(de)(de)同位素(su)的(de)(de)半衰(shuai)期是4百萬年(nian)(nian)。）即(ji)便如(ru)此，有些锝原子會在鈾發生核(he)裂變(bian)產生，一噸(dun)鈾只有約1毫(hao)克(ke)锝。在20世紀20年(nian)(nian)代(dai)聲明發現了這個元素(su)，或者說至少是觀察(cha)到(dao)了它(ta)的(de)(de)光(guang)譜了，不能被完全低估(gu)。

锝是由Emilio Segrè于1937年(nian)在意大利被發(fa)現的(de)。他(ta)研究來自(zi)加(jia)利福尼亞的(de)鉬，這需要(yao)暴露在高能量的(de)輻(fu)射中(zhong)，他(ta)發(fa)現锝出現了(le)(le)并分離了(le)(le)它，今天，這種元素從廢核(he)燃料棒中(zhong)成(cheng)噸(dun)提取。

理化性質

物理性質

元素名稱：锝

元素符號：Tc

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

元素類(lei)別：放射性(xing)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(ceng)電子(zi)層(ceng)排布：4d55s2

電子(zi)層：K-L-M-N-O

電離能：

第一電(dian)離能：702kJ/mol；

第(di)二電(dian)離能(neng)：1472kJ/mol；

第(di)三(san)電(dian)離能：2850kJ/mol；

第四電(dian)離能：4100kJ/mol；

第五電(dian)離能：5700kJ/mol；

第(di)六電離能：7300kJ/mol；

第七電離能：9100kJ/mol。

氧化(hua)態：+4、+5、+6、+7

晶(jing)體結構：密排六方晶(jing)胞(bao)

晶胞(bao)參(can)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：2157℃

沸點：4265℃

密度：11.49g/cm3

地殼豐度：5×10-16%

摩(mo)爾體積：8.52cm3/mol

受(shou)拉屈服強度(du)：1.29GPa

極限抗拉強度：1.51GPa

導熱率：51W/(m K)

電阻率：2×10-7Ωm

電(dian)導率：5×106S/m

磁性特征：順磁性

電負性(xing)：1.9（鮑林標度）

原子半徑(jing)：135pm

電(dian)子親和力：53kJ/mol

共價半徑：147pm

放射性比度：32MBq/g

衰變方式：β衰變

體積磁化率：3.933×10-4

質量磁化率：3.42×10-8m/kg

摩爾磁化率：3.352×10-9m/mol

摩爾熱(re)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)在空(kong)氣中(zhong)的(de)(de)反應(ying)活(huo)性，比在周(zhou)期(qi)表中(zhong)緊(jin)挨在锝(de)(de)上面(mian)的(de)(de)錳弱(ruo)，而與在周(zhou)期(qi)表中(zhong)緊(jin)挨在锝(de)(de)下面(mian)的(de)(de)錸相(xiang)當。锝(de)(de)在空(kong)氣中(zhong)只能緩慢(man)地失去光澤，生產出來的(de)(de)锝(de)(de)一般是粉末狀(zhuang)或(huo)海(hai)綿(mian)狀(zhuang)的(de)(de)，這樣會(hui)大大提高锝(de)(de)的(de)(de)反應(ying)活(huo)性，在氧(yang)(yang)氣中(zhong)加熱锝(de)(de)，會(hui)生成氧(yang)(yang)化锝(de)(de)（Ⅶ）（七氧(yang)(yang)化二锝(de)(de)，Tc?O?）。

锝在氟氣中(zhong)(zhong)燃燒生成(cheng)TcF5和TcF6的混合物，和氯(lv)氣反應(ying)生成(cheng)TcCl4和其(qi)他(ta)含氯(lv)化(hua)合物的混合物。锝和硫反應(ying)生成(cheng)TcS?。锝不(bu)和氮(dan)氣反應(ying)。锝不(bu)溶于氫鹵酸或氨性H?O?中(zhong)(zhong)，但溶于中(zhong)(zhong)性或酸性的H?O?溶液(ye)中(zhong)(zhong)。

制備方法

金屬锝(de)(de)的(de)制備(bei)可(ke)在(zai)具備(bei)嚴格的(de)安全條(tiao)件下進(jin)行，可(ke)用氫氣(qi)在(zai)700一900℃下還原高锝(de)(de)酸(suan)銨得到(dao)銀灰(hui)色的(de)純锝(de)(de)粉，也可(ke)用氫氣(qi)在(zai)1100℃時還原七(qi)硫化二(er)锝(de)(de)制取(qu)。NH?TcO?在(zai)1mol/dm3H?SO?溶液中電解(jie)，在(zai)銅陰(yin)極上可(ke)得到(dao)光亮的(de)純锝(de)(de)鍍層。還可(ke)在(zai)赤熱(re)條(tiao)件下分解(jie)（NH?）zTcCI。得到(dao)純锝(de)(de)粉。

原子反應(ying)堆核(he)燃料(liao)再處(chu)理(li)時的副(fu)產品中，含有(you)壽(shou)命(ming)較長(chang)的同位素99Tc。此(ci)元素現已可以大量(liang)的制得，并有(you)市售。使用锝的實驗(yan)室以及(ji)實驗(yan)條件(jian)必須在滿(man)足非密封(feng)射(she)線源處(chu)理(li)條件(jian)要求下進行(xing)。

由于99Tc的半(ban)衰期約為108年，所以1g的99Tc，約為16mci，1mci約為60mg的99Tc。處理時必須十分小心。

制法(fa) 市售品系(xi)從核裂變產物中(zhong)分(fen)離(li)出(chu)來(lai)的產品，大(da)部分(fen)為99Tc。通(tong)常(chang)可(ke)購入高锝酸銨NH?TcO?這一(yi)類型的產品1mci單位。除此以外，也有通(tong)過與鉬(mu)核的(n，γ)反應，生(sheng)成壽命(ming)更(geng)長的同位素，但(dan)鉬(mu)的吸收截面積(ji)小，而(er)且(qie)從大(da)量的鉬(mu)中(zhong)分(fen)離(li)很復(fu)雜，故難以得到。

99Tc本身的(de)放(fang)射線(xian)是所謂軟(ruan)性(soft)的(de)β射線(xian)，比(bi)起處理鐳、釙來，其實驗還是較易進(jin)行的(de)。但必須時刻記住(zhu)：本品(pin)是放(fang)射性元素，不得任意將其舍棄，而應加以回收。由于本品(pin)價格昂貴，故進(jin)行回收是極有(you)意義的(de)工作(zuo)。

回收時，用(yong)過(guo)氧化氫或過(guo)二硫(liu)酸(suan)銨(NH?)?S?O8進(jin)行氧化，使(shi)其成(cheng)為(wei)高锝(de)酸(suan)根(gen)離子(zi)TcO-?的(de)形式，然后以高氯酸(suan)根(gen)離子(zi)作為(wei)載(zai)體，使(shi)之(zhi)析出四苯(ben)基(ji)砷鹽沉(chen)淀。也可用(yong)錸作載(zai)體。此外(wai)，七價锝(de)用(yong)七價錸作載(zai)體時，經硫(liu)化氫處(chu)理，锝(de)變成(cheng)Tc?S7的(de)沉(chen)淀而加以分離。

金屬锝(de)(de)的制備(bei)須(xu)在(zai)具備(bei)嚴格的安全條(tiao)件下進行。可用(yong)氫氣在(zai)700～900℃下還(huan)原高锝(de)(de)酸銨得(de)到(dao)銀灰色的純(chun)锝(de)(de)粉(fen)(fen)，也可用(yong)氫氣在(zai)1100℃時還(huan)原七硫化二锝(de)(de)制取。NH?TcO?在(zai)1mol/L H?SO?溶液中電解(jie)，在(zai)銅陰極上(shang)可得(de)到(dao)光(guang)亮的純(chun)锝(de)(de)鍍層。還(huan)可在(zai)赤熱(re)條(tiao)件下分解(jie)(NH?)?TcCl6得(de)到(dao)純(chun)锝(de)(de)粉(fen)(fen)。

應用領域

工業用途

因為同位素Tc-97具(ju)有260萬年的(de)長半衰期，故用于化學研究。過锝(de)(de)酸鹽(yan)是鋼的(de)良好緩蝕劑(ji)(ji)。锝(de)(de)在冶金中用作示(shi)蹤劑(ji)(ji)，還用于低溫(wen)化學及抗(kang)腐蝕產品中，亦用作核燃料燃耗(hao)測定(ding)。

醫學用途

锝(de)99m，一種锝(de)的(de)(de)(de)(de)半衰期(qi)極短的(de)(de)(de)(de)不(bu)穩定同(tong)位素，是核(he)醫學臨床診(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)斷(duan)中(zhong)應用(yong)(yong)最廣的(de)(de)(de)(de)醫用(yong)(yong)核(he)素，常用(yong)(yong)锝(de)（Tc-99m）焦(jiao)磷酸鹽(yan)注射液拼(pin)音(yin)名(ming)。用(yong)(yong)99Tcm標(biao)記的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)于(yu)診(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)斷(duan)臟器疾(ji)病(bing)和(he)功能的(de)(de)(de)(de)放(fang)射性(xing)顯(xian)像(xiang)劑(ji)。從99Mo-99Tcm-發生(sheng)器用(yong)(yong)生(sheng)理(li)鹽(yan)水淋洗得(de)到的(de)(de)(de)(de)是99TcmO4-，用(yong)(yong)于(yu)甲狀腺顯(xian)像(xiang)。但(dan)多數情況下用(yong)(yong)還原劑(ji)還原成+1、+3、+4和(he)+5價離子與(yu)含O、N、S、P等供(gong)體原子的(de)(de)(de)(de)化合(he)物反應制(zhi)成放(fang)射性(xing)藥(yao)的(de)(de)(de)(de)。99Tcm放(fang)射性(xing)藥(yao)物不(bu)僅用(yong)(yong)于(yu)狀態圖(tu)像(xiang)診(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)斷(duan)，而且還可用(yong)(yong)于(yu)功能（如腦(nao)、心肌，肝(gan)功能等）診(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)斷(duan)，已占(zhan)診(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)斷(duan)用(yong)(yong)放(fang)射性(xing)顯(xian)像(xiang)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)約85%，可用(yong)(yong)于(yu)診(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)斷(duan)腦(nao)、心肌和(he)腫(zhong)瘤等疾(ji)病(bing)和(he)幾乎所有臟器疾(ji)病(bing)。