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锝（Technetium），元素(su)符號Tc，原子序(xu)數為43，原子量為97.9072，在元素(su)周期表中屬(shu)ⅦB族，單質為銀白色金屬(shu)。

1937年，由美(mei)國加(jia)州(zhou)大學(xue)(xue)伯克(ke)利分校(xiao)物理學(xue)(xue)家歐內斯特·勞(lao)倫斯，使用(yong)回旋加(jia)速器加(jia)速含有一個質子的(de)氘原子核去(qu)“轟擊”42號元(yuan)素(su)鉬，制得(de)了43號新元(yuan)素(su)锝(de)。然后送(song)給兩位意大利化學(xue)(xue)家佩里埃（C.Perrier）和(he)埃米利奧(ao)·吉諾(nuo)·塞格(ge)雷（E.G.Segré）鑒定，最(zui)后由兩位化學(xue)(xue)家向(xiang)世界宣布锝(de)元(yuan)素(su)的(de)發現。它是第一個用(yong)人工方法制得(de)的(de)元(yuan)素(su)，所以按希臘文Technetos（人造）命名為Technetium。

研究簡史

锝(de)(de)是(shi)首(shou)個(ge)以(yi)人工(gong)方法制得的元(yuan)(yuan)(yuan)素，其主(zhu)要來源為(wei)反應堆中鈾裂(lie)變產(chan)物。用(yong)氫在(zai)500~600℃還原硫(liu)化(hua)锝(de)(de)（Tc2S7）或過(guo)锝(de)(de)酸銨(an)(an)，可(ke)得金屬锝(de)(de)。在(zai)硫(liu)酸溶液中電解過(guo)锝(de)(de)酸銨(an)(an)也可(ke)析(xi)出金屬锝(de)(de)。锝(de)(de)的性(xing)質與同族(zu)元(yuan)(yuan)(yuan)素錸相似。高溫下锝(de)(de)與氧生成揮(hui)發性(xing)的氧化(hua)物Tc2O7。常見(jian)同位素Tc-97的半衰期為(wei)260萬年，可(ke)用(yong)作(zuo)制備β射線標準源。少量的（約5×10-5mol）過(guo)锝(de)(de)酸銨(an)(an)可(ke)使鋼材(cai)的腐蝕大為(wei)減(jian)慢。锝(de)(de)和锝(de)(de)鉬合金具有(you)良好(hao)的超導性(xing)質。1960年以(yi)前，锝(de)(de)只能小量生產(chan)，價格曾高達2800美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)/克；70年代(dai)末已能進行千克量級生產(chan)，價格已下降到60美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)/克以(yi)下。

門捷列夫在(zai)(zai)建立(li)元(yuan)(yuan)素(su)周(zhou)期系(xi)的(de)(de)時候，曾經預(yu)言它(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)存在(zai)(zai)，命(ming)(ming)名(ming)(ming)(ming)(ming)它(ta)(ta)(ta)(ta)為eka-manganese（類(lei)錳）。莫斯萊(lai)確定了(le)(le)它(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)原子(zi)序數為43。其實，有(you)關這個元(yuan)(yuan)素(su)發現(xian)的(de)(de)報(bao)(bao)告(gao)早在(zai)(zai)門捷列夫建立(li)元(yuan)(yuan)素(su)周(zhou)期系(xi)以前(qian)就(jiu)開(kai)始了(le)(le)。在(zai)(zai)1846年(nian)(nian)，俄(e)羅斯蓋爾曼聲稱(cheng)(cheng)，從黑色鈦鐵礦(kuang)中發現(xian)了(le)(le)這個元(yuan)(yuan)素(su)，就(jiu)以這個礦(kuang)石的(de)(de)名(ming)(ming)(ming)(ming)稱(cheng)(cheng)命(ming)(ming)名(ming)(ming)(ming)(ming)它(ta)(ta)(ta)(ta)為ilmenium，并且測(ce)定了(le)(le)它(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)原子(zi)量約104.6，敘述(shu)了(le)(le)它(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)一(yi)些性質與錳相似。接著，1877年(nian)(nian)，俄(e)羅斯圣彼得堡的(de)(de)化(hua)學(xue)工程師(shi)克恩發表發現(xian)了(le)(le)一(yi)種占(zhan)據鉬和釕之間的(de)(de)新元(yuan)(yuan)素(su)報(bao)(bao)告(gao)，其原子(zi)量經測(ce)定等(deng)于100。但(dan)它(ta)(ta)(ta)(ta)卻被(bei)(bei)另(ling)一(yi)些化(hua)學(xue)家(jia)證(zheng)明是銥、銠和鐵的(de)(de)混合(he)物。亞洲的(de)(de)化(hua)學(xue)家(jia)們也不甘落(luo)后(hou)，在(zai)(zai)1908年(nian)(nian)，日本化(hua)學(xue)家(jia)小川聲稱(cheng)(cheng)從方釷石中發現(xian)這一(yi)元(yuan)(yuan)素(su)并命(ming)(ming)名(ming)(ming)(ming)(ming)為nipponium；到1924年(nian)(nian)，又有(you)化(hua)學(xue)家(jia)報(bao)(bao)告(gao)，利用X射線光譜分析從錳礦(kuang)中發現(xian)了(le)(le)這一(yi)元(yuan)(yuan)素(su)，命(ming)(ming)名(ming)(ming)(ming)(ming)為moseleyum。遲至1925年(nian)(nian)，德國科學(xue)家(jia)也宣布(bu)，在(zai)(zai)鈮鐵礦(kuang)中發現(xian)了(le)(le)這一(yi)元(yuan)(yuan)素(su)。但(dan)這些發現(xian)都(dou)沒有(you)被(bei)(bei)證(zheng)實和承(cheng)認。

于是(shi)43號元素(su)(su)(su)被(bei)認為是(shi)“失蹤(zong)了”的(de)(de)元素(su)(su)(su)。后來，物(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)家(jia)們的(de)(de)“同位(wei)素(su)(su)(su)統計規(gui)則(ze)”解釋了它“失蹤(zong)”的(de)(de)緣由。這(zhe)個(ge)規(gui)則(ze)是(shi)1924年(nian)前蘇(su)聯學(xue)(xue)(xue)者蘇(su)卡(ka)列夫(fu)提出來的(de)(de)，在(zai)1934年(nian)被(bei)德國物(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)家(jia)馬陶赫確定(ding)(ding)。根據這(zhe)個(ge)規(gui)則(ze)，不能有(you)核電荷僅僅相差一個(ge)單位(wei)的(de)(de)穩定(ding)(ding)同量(liang)(liang)素(su)(su)(su)存在(zai)。同量(liang)(liang)素(su)(su)(su)是(shi)指質量(liang)(liang)數相同而(er)原子序數不同的(de)(de)原子，如Ar-40、K-40、Ca-40都有(you)相同的(de)(de)質量(liang)(liang)40。由于它們的(de)(de)原子序數不同，所以它們處在(zai)元素(su)(su)(su)周期表(biao)不同的(de)(de)位(wei)置上，因而(er)又稱異位(wei)素(su)(su)(su)。锝前后的(de)(de)兩個(ge)元素(su)(su)(su)鉬（42）、釕（44）分別(bie)有(you)一連串質量(liang)(liang)數94~102之間穩定(ding)(ding)同位(wei)素(su)(su)(su)存在(zai)，所以再也不能有(you)锝的(de)(de)穩定(ding)(ding)同位(wei)素(su)(su)(su)存在(zai)，因為锝的(de)(de)質量(liang)(liang)數應當是(shi)在(zai)這(zhe)些質量(liang)(liang)數之間。

在(zai)1936-1937年首先實現了人工方法制(zhi)取它。1936年底意大(da)利年輕的(de)(de)(de)物理學(xue)家謝格爾到美國伯克利（Berkeley）進(jin)修。他利用(yong)(yong)那里一(yi)臺先進(jin)的(de)(de)(de)回旋加速(su)器，用(yong)(yong)氘核照(zhao)(zhao)射鉬，并把照(zhao)(zhao)射過的(de)(de)(de)鉬帶回意大(da)利帕(pa)勒莫（Palerma）大(da)學(xue)。他在(zai)化(hua)學(xue)教授彼利埃協助下，經歷近半年時(shi)間，分離出10-10克的(de)(de)(de)Tc-99，并確定(ding)新元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)性質與錸非常相似，而與錳(meng)的(de)(de)(de)相似程(cheng)度較差。隨(sui)后，二人從鈾的(de)(de)(de)裂(lie)變產物中得到锝(de)(de)的(de)(de)(de)許多同位素(su)，自然界僅發現極少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)锝(de)(de)-99；已發現質量(liang)數90～110的(de)(de)(de)全部锝(de)(de)同位素(su)。在(zai)1962年，B.T.Kenna及P.K.Kurod在(zai)非洲的(de)(de)(de)一(yi)個八水化(hua)三(san)鈾礦中，從鈾-238的(de)(de)(de)裂(lie)變物之中，找到了微量(liang)的(de)(de)(de)锝(de)(de)-99。

锝(de)(de)長(chang)久以來折磨著化學家們，因為(wei)不能(neng)找(zhao)到它(ta)。我們現(xian)在(zai)知道它(ta)所有(you)的(de)同位(wei)素都是放(fang)射性的(de)，而(er)且任何(he)來自地球地殼的(de)這種元素的(de)礦(kuang)物早已(yi)衰變。（其(qi)壽(shou)命最長(chang)的(de)同位(wei)素的(de)半衰期是4百萬(wan)年(nian)。）即(ji)便如此，有(you)些锝(de)(de)原子會在(zai)鈾(you)(you)發生核裂變產生，一噸鈾(you)(you)只有(you)約1毫克锝(de)(de)。在(zai)20世紀20年(nian)代(dai)聲明發現(xian)了(le)(le)這個元素，或者說至少(shao)是觀察(cha)到了(le)(le)它(ta)的(de)光(guang)譜(pu)了(le)(le)，不能(neng)被完全低估。

锝是由(you)Emilio Segrè于1937年在(zai)意大利被發(fa)現的。他(ta)(ta)研究來自加利福尼亞的鉬，這需要暴露在(zai)高能量(liang)的輻射中，他(ta)(ta)發(fa)現锝出(chu)現了(le)并分離了(le)它，今天(tian)，這種元素從廢核燃料棒(bang)中成噸(dun)提取(qu)。

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)電子層(ceng)排布：4d55s2

電子層(ceng)：K-L-M-N-O

電離能：

第(di)一電離能(neng)：702kJ/mol；

第二電離能：1472kJ/mol；

第三電離能：2850kJ/mol；

第四電離能：4100kJ/mol；

第(di)五電離能：5700kJ/mol；

第六電離能：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

晶胞參數：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(mo)爾(er)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(lv)：51W/(m K)

電阻率：2×10-7Ωm

電導率：5×106S/m

磁性特征：順磁性

電負性：1.9（鮑(bao)林(lin)標度）

原(yuan)子半徑(jing)：135pm

電子(zi)親和力：53kJ/mol

共價半徑：147pm

放射性(xing)比度：32MBq/g

衰變方式：β衰變

體(ti)積(ji)磁化率：3.933×10-4

質量磁化(hua)率：3.42×10-8m/kg

摩爾(er)磁化率(lv)：3.352×10-9m/mol

摩爾熱容：23kJ/mol

汽化(hua)熱：550kJ/mol

比(bi)熱容：63J/(kg·K)

化學性質

锝與空氣的反應

锝(de)在空氣中(zhong)的(de)(de)反應活性(xing)，比在周(zhou)期表中(zhong)緊挨在锝(de)上面(mian)的(de)(de)錳弱，而(er)與在周(zhou)期表中(zhong)緊挨在锝(de)下面(mian)的(de)(de)錸相當。锝(de)在空氣中(zhong)只能緩慢地失去光澤，生產出來的(de)(de)锝(de)一般是粉(fen)末(mo)狀或海綿狀的(de)(de)，這樣會大大提高锝(de)的(de)(de)反應活性(xing)，在氧(yang)氣中(zhong)加熱锝(de)，會生成氧(yang)化锝(de)（Ⅶ）（七氧(yang)化二锝(de)，Tc?O?）。

锝在氟氣(qi)中燃燒生(sheng)(sheng)成(cheng)TcF5和(he)(he)TcF6的(de)混合物(wu)，和(he)(he)氯氣(qi)反應(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)TcCl4和(he)(he)其他含氯化合物(wu)的(de)混合物(wu)。锝和(he)(he)硫反應(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)TcS?。锝不和(he)(he)氮氣(qi)反應(ying)。锝不溶于氫鹵酸或氨性(xing)H?O?中，但溶于中性(xing)或酸性(xing)的(de)H?O?溶液中。

制備方法

金屬锝(de)(de)的(de)制(zhi)備(bei)可(ke)(ke)在(zai)具備(bei)嚴(yan)格(ge)的(de)安全條(tiao)件下進行，可(ke)(ke)用(yong)氫氣在(zai)700一900℃下還原高(gao)锝(de)(de)酸銨得到(dao)銀灰色的(de)純(chun)锝(de)(de)粉，也可(ke)(ke)用(yong)氫氣在(zai)1100℃時還原七硫(liu)化二锝(de)(de)制(zhi)取。NH?TcO?在(zai)1mol/dm3H?SO?溶液(ye)中電解，在(zai)銅陰極上可(ke)(ke)得到(dao)光亮的(de)純(chun)锝(de)(de)鍍層。還可(ke)(ke)在(zai)赤熱條(tiao)件下分(fen)解（NH?）zTcCI。得到(dao)純(chun)锝(de)(de)粉。

原子反應堆核燃料再處理時的(de)副產品中，含有壽命較長(chang)的(de)同位素99Tc。此(ci)元素現已可(ke)以大量的(de)制得，并有市售。使(shi)用锝(de)的(de)實驗室以及實驗條(tiao)(tiao)件(jian)必須在滿(man)足非密封射線(xian)源處理條(tiao)(tiao)件(jian)要求下進行。

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

制法 市售品(pin)系從核(he)裂變產物中分(fen)離(li)出來的(de)(de)(de)產品(pin)，大部分(fen)為99Tc。通(tong)常可購入高锝酸銨NH?TcO?這一類(lei)型的(de)(de)(de)產品(pin)1mci單(dan)位。除此(ci)以外，也有通(tong)過與(yu)鉬(mu)(mu)核(he)的(de)(de)(de)(n，γ)反應，生成壽命更(geng)長的(de)(de)(de)同位素(su)，但鉬(mu)(mu)的(de)(de)(de)吸收截面積小，而(er)且從大量的(de)(de)(de)鉬(mu)(mu)中分(fen)離(li)很復雜，故(gu)難以得到。

99Tc本(ben)(ben)身的放射線(xian)是所謂軟性(xing)(soft)的β射線(xian)，比起處理(li)鐳(lei)、釙(li)來，其實(shi)驗還是較易進(jin)行的。但必須時刻記住：本(ben)(ben)品是放射性(xing)元(yuan)素，不得任意將其舍棄(qi)，而(er)應加以回(hui)收。由于本(ben)(ben)品價格昂貴，故進(jin)行回(hui)收是極有意義的工作。

回收時，用過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)氫或過(guo)(guo)二硫酸(suan)銨(NH?)?S?O8進行氧(yang)化(hua)，使其成(cheng)為高(gao)锝酸(suan)根離子TcO-?的形式(shi)，然(ran)后以高(gao)氯酸(suan)根離子作為載體(ti)，使之析出(chu)四苯基砷(shen)鹽沉(chen)淀。也可用錸作載體(ti)。此外(wai)，七價锝用七價錸作載體(ti)時，經硫化(hua)氫處(chu)理，锝變成(cheng)Tc?S7的沉(chen)淀而加以分離。

金屬锝(de)(de)的制(zhi)備須在(zai)具備嚴(yan)格的安全(quan)條件下進行(xing)。可用(yong)氫氣在(zai)700～900℃下還原高锝(de)(de)酸銨得到銀灰色(se)的純(chun)锝(de)(de)粉，也可用(yong)氫氣在(zai)1100℃時還原七硫化二锝(de)(de)制(zhi)取。NH?TcO?在(zai)1mol/L H?SO?溶液中電解，在(zai)銅陰極(ji)上(shang)可得到光亮的純(chun)锝(de)(de)鍍層。還可在(zai)赤熱條件下分解(NH?)?TcCl6得到純(chun)锝(de)(de)粉。

應用領域

工業用途

因為同位素Tc-97具(ju)有(you)260萬年(nian)的長半衰期，故用于(yu)化學研(yan)究(jiu)。過锝(de)酸(suan)鹽是鋼的良(liang)好緩蝕劑。锝(de)在冶金中用作示蹤劑，還(huan)用于(yu)低溫化學及抗腐(fu)蝕產品中，亦用作核燃料燃耗測(ce)定(ding)。

醫學用途

锝(de)99m，一種(zhong)锝(de)的(de)(de)半衰(shuai)期極短的(de)(de)不穩定同位素(su)，是核醫學臨床診(zhen)斷中應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)最(zui)廣(guang)的(de)(de)醫用(yong)(yong)(yong)(yong)核素(su)，常用(yong)(yong)(yong)(yong)锝(de)（Tc-99m）焦磷(lin)酸鹽注(zhu)射液拼(pin)音名。用(yong)(yong)(yong)(yong)99Tcm標記的(de)(de)用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)診(zhen)斷臟器(qi)(qi)疾病和(he)功(gong)能(neng)的(de)(de)放(fang)射性顯像(xiang)劑(ji)。從99Mo-99Tcm-發生器(qi)(qi)用(yong)(yong)(yong)(yong)生理(li)鹽水淋洗得(de)到的(de)(de)是99TcmO4-，用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)甲狀(zhuang)腺顯像(xiang)。但多數(shu)情況(kuang)下用(yong)(yong)(yong)(yong)還原劑(ji)還原成+1、+3、+4和(he)+5價離子與含O、N、S、P等(deng)供體原子的(de)(de)化合(he)物反應(ying)制成放(fang)射性藥的(de)(de)。99Tcm放(fang)射性藥物不僅用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)狀(zhuang)態(tai)圖(tu)像(xiang)診(zhen)斷，而且還可(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)功(gong)能(neng)（如腦(nao)、心肌(ji)，肝(gan)功(gong)能(neng)等(deng)）診(zhen)斷，已占(zhan)診(zhen)斷用(yong)(yong)(yong)(yong)放(fang)射性顯像(xiang)劑(ji)的(de)(de)約85%，可(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)診(zhen)斷腦(nao)、心肌(ji)和(he)腫瘤等(deng)疾病和(he)幾乎(hu)所(suo)有臟器(qi)(qi)疾病。