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锝（Technetium），元素(su)(su)符(fu)號Tc，原子序數(shu)為43，原子量為97.9072，在(zai)元素(su)(su)周期表中(zhong)屬ⅦB族，單質為銀白(bai)色金(jin)屬。

1937年，由美國加州大學(xue)(xue)伯克(ke)利分校物(wu)理學(xue)(xue)家歐(ou)內斯特·勞(lao)倫斯，使(shi)用回旋加速器加速含有一個(ge)質子的氘原子核(he)去“轟擊”42號元(yuan)(yuan)素(su)鉬，制(zhi)得了43號新元(yuan)(yuan)素(su)锝。然后(hou)(hou)送給兩位意大利化(hua)學(xue)(xue)家佩里埃（C.Perrier）和(he)埃米利奧·吉諾·塞格(ge)雷(lei)（E.G.Segré）鑒定，最后(hou)(hou)由兩位化(hua)學(xue)(xue)家向世界(jie)宣(xuan)布锝元(yuan)(yuan)素(su)的發現。它是第一個(ge)用人工方法制(zhi)得的元(yuan)(yuan)素(su)，所(suo)以按(an)希臘文Technetos（人造）命名(ming)為Technetium。

研究簡史

锝(de)(de)(de)(de)(de)是首個以人工(gong)方法制得的(de)(de)元素，其主要來源為反應(ying)堆中(zhong)鈾(you)裂變產(chan)物(wu)。用氫在500~600℃還原硫化锝(de)(de)(de)(de)(de)（Tc2S7）或過锝(de)(de)(de)(de)(de)酸銨，可(ke)(ke)得金(jin)屬(shu)锝(de)(de)(de)(de)(de)。在硫酸溶液中(zhong)電解過锝(de)(de)(de)(de)(de)酸銨也可(ke)(ke)析出金(jin)屬(shu)锝(de)(de)(de)(de)(de)。锝(de)(de)(de)(de)(de)的(de)(de)性(xing)(xing)質(zhi)與同(tong)族元素錸相似。高溫(wen)下锝(de)(de)(de)(de)(de)與氧(yang)生成(cheng)揮發性(xing)(xing)的(de)(de)氧(yang)化物(wu)Tc2O7。常見同(tong)位素Tc-97的(de)(de)半(ban)衰期為260萬年(nian)(nian)，可(ke)(ke)用作制備(bei)β射線標(biao)準源。少量(liang)的(de)(de)（約5×10-5mol）過锝(de)(de)(de)(de)(de)酸銨可(ke)(ke)使鋼(gang)材的(de)(de)腐蝕大為減慢。锝(de)(de)(de)(de)(de)和锝(de)(de)(de)(de)(de)鉬(mu)合金(jin)具有良好的(de)(de)超導性(xing)(xing)質(zhi)。1960年(nian)(nian)以前，锝(de)(de)(de)(de)(de)只能小量(liang)生產(chan)，價(jia)格曾高達2800美元/克；70年(nian)(nian)代末已(yi)(yi)能進行千克量(liang)級(ji)生產(chan)，價(jia)格已(yi)(yi)下降到60美元/克以下。

門(men)捷(jie)列夫在建立元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)周期系(xi)的(de)(de)(de)(de)時候，曾經預言(yan)它(ta)的(de)(de)(de)(de)存(cun)在，命(ming)名它(ta)為(wei)(wei)eka-manganese（類(lei)錳(meng)(meng)）。莫斯(si)萊(lai)確定(ding)(ding)了(le)(le)它(ta)的(de)(de)(de)(de)原子序數為(wei)(wei)43。其實，有(you)關這(zhe)個(ge)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)發(fa)(fa)現(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)報告早在門(men)捷(jie)列夫建立元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)周期系(xi)以前就(jiu)(jiu)開(kai)始了(le)(le)。在1846年(nian)，俄羅(luo)斯(si)蓋(gai)爾曼聲(sheng)稱，從(cong)(cong)黑(hei)色鈦鐵(tie)礦中(zhong)發(fa)(fa)現(xian)(xian)了(le)(le)這(zhe)個(ge)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)，就(jiu)(jiu)以這(zhe)個(ge)礦石(shi)的(de)(de)(de)(de)名稱命(ming)名它(ta)為(wei)(wei)ilmenium，并且測定(ding)(ding)了(le)(le)它(ta)的(de)(de)(de)(de)原子量約104.6，敘述了(le)(le)它(ta)的(de)(de)(de)(de)一(yi)些(xie)性(xing)質與(yu)錳(meng)(meng)相似(si)。接著，1877年(nian)，俄羅(luo)斯(si)圣彼得堡(bao)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)工(gong)程師克恩發(fa)(fa)表發(fa)(fa)現(xian)(xian)了(le)(le)一(yi)種(zhong)占據鉬和釕之間的(de)(de)(de)(de)新元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)報告，其原子量經測定(ding)(ding)等于100。但它(ta)卻被另一(yi)些(xie)化(hua)學(xue)家(jia)證(zheng)明是銥(yi)、銠和鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)混合物。亞洲(zhou)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)家(jia)們(men)也(ye)不甘落(luo)后，在1908年(nian)，日本化(hua)學(xue)家(jia)小(xiao)川聲(sheng)稱從(cong)(cong)方釷石(shi)中(zhong)發(fa)(fa)現(xian)(xian)這(zhe)一(yi)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)并命(ming)名為(wei)(wei)nipponium；到(dao)1924年(nian)，又有(you)化(hua)學(xue)家(jia)報告，利用X射(she)線光譜分(fen)析從(cong)(cong)錳(meng)(meng)礦中(zhong)發(fa)(fa)現(xian)(xian)了(le)(le)這(zhe)一(yi)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)，命(ming)名為(wei)(wei)moseleyum。遲至1925年(nian)，德國科學(xue)家(jia)也(ye)宣(xuan)布，在鈮鐵(tie)礦中(zhong)發(fa)(fa)現(xian)(xian)了(le)(le)這(zhe)一(yi)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)。但這(zhe)些(xie)發(fa)(fa)現(xian)(xian)都沒有(you)被證(zheng)實和承認。

于是43號元素(su)(su)(su)被認為(wei)是“失(shi)蹤(zong)了(le)”的(de)(de)(de)元素(su)(su)(su)。后來，物理學家(jia)們(men)的(de)(de)(de)“同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)(su)統計規(gui)則”解釋(shi)了(le)它(ta)“失(shi)蹤(zong)”的(de)(de)(de)緣由(you)。這(zhe)個(ge)規(gui)則是1924年(nian)前(qian)蘇(su)聯學者(zhe)蘇(su)卡列夫(fu)提出(chu)來的(de)(de)(de)，在(zai)1934年(nian)被德國物理學家(jia)馬陶赫確定。根據這(zhe)個(ge)規(gui)則，不(bu)能有(you)核電(dian)荷僅僅相(xiang)差(cha)一個(ge)單位(wei)(wei)的(de)(de)(de)穩定同(tong)(tong)量(liang)素(su)(su)(su)存(cun)在(zai)。同(tong)(tong)量(liang)素(su)(su)(su)是指質(zhi)量(liang)數相(xiang)同(tong)(tong)而原子(zi)(zi)序數不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)原子(zi)(zi)，如Ar-40、K-40、Ca-40都有(you)相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)40。由(you)于它(ta)們(men)的(de)(de)(de)原子(zi)(zi)序數不(bu)同(tong)(tong)，所以(yi)它(ta)們(men)處在(zai)元素(su)(su)(su)周期表不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)位(wei)(wei)置上，因而又稱異位(wei)(wei)素(su)(su)(su)。锝前(qian)后的(de)(de)(de)兩個(ge)元素(su)(su)(su)鉬（42）、釕（44）分(fen)別(bie)有(you)一連串質(zhi)量(liang)數94~102之間穩定同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)(su)存(cun)在(zai)，所以(yi)再也不(bu)能有(you)锝的(de)(de)(de)穩定同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)(su)存(cun)在(zai)，因為(wei)锝的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)數應當(dang)是在(zai)這(zhe)些(xie)質(zhi)量(liang)數之間。

在(zai)1936-1937年(nian)首(shou)先實現(xian)了(le)人(ren)工方法制取它。1936年(nian)底意(yi)大(da)利(li)(li)年(nian)輕的物理學(xue)家謝格爾到美(mei)國伯(bo)克利(li)(li)（Berkeley）進修。他利(li)(li)用(yong)那里一(yi)臺先進的回旋(xuan)加速器，用(yong)氘核照射鉬，并把照射過的鉬帶回意(yi)大(da)利(li)(li)帕勒(le)莫（Palerma）大(da)學(xue)。他在(zai)化學(xue)教授彼利(li)(li)埃協助下，經歷近(jin)半年(nian)時間(jian)，分離出10-10克的Tc-99，并確(que)定新元素的性(xing)質(zhi)與錸非(fei)(fei)常(chang)相似，而與錳的相似程度較差。隨后，二(er)人(ren)從鈾(you)的裂(lie)變產物中(zhong)得(de)到锝(de)(de)的許多同位素，自然(ran)界僅發(fa)現(xian)極少量(liang)(liang)的锝(de)(de)-99；已發(fa)現(xian)質(zhi)量(liang)(liang)數90～110的全部(bu)锝(de)(de)同位素。在(zai)1962年(nian)，B.T.Kenna及P.K.Kurod在(zai)非(fei)(fei)洲的一(yi)個八水(shui)化三鈾(you)礦(kuang)中(zhong)，從鈾(you)-238的裂(lie)變物之中(zhong)，找到了(le)微量(liang)(liang)的锝(de)(de)-99。

锝長久以來折(zhe)磨著化(hua)學家們，因為不能找到它。我們現(xian)在知道它所有(you)的同位素(su)都是(shi)放射(she)性的，而且任(ren)何來自地球地殼的這(zhe)種元(yuan)(yuan)素(su)的礦物早已衰(shuai)變。（其壽命最長的同位素(su)的半衰(shuai)期(qi)是(shi)4百萬年(nian)。）即便如(ru)此，有(you)些锝原子會在鈾(you)發生核裂(lie)變產生，一(yi)噸鈾(you)只(zhi)有(you)約1毫克(ke)锝。在20世紀20年(nian)代聲明發現(xian)了這(zhe)個(ge)元(yuan)(yuan)素(su)，或(huo)者說至少是(shi)觀(guan)察到了它的光譜了，不能被完全低估。

锝是由Emilio Segrè于1937年在(zai)意大利(li)被發(fa)現(xian)的(de)。他(ta)(ta)研究來自加利(li)福尼亞的(de)鉬，這(zhe)需要暴露在(zai)高能量的(de)輻射中(zhong)，他(ta)(ta)發(fa)現(xian)锝出現(xian)了并分離了它(ta)，今天，這(zhe)種元(yuan)素從(cong)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(yuan)子量：97.9072（Tc-98）；96.906365358（Tc-97）

元(yuan)素類別：放(fang)射性金屬元(yuan)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

外層電子(zi)層排布：4d55s2

電子層：K-L-M-N-O

電離能：

第一電(dian)離能(neng)：702kJ/mol；

第二(er)電(dian)離(li)能：1472kJ/mol；

第三電離能：2850kJ/mol；

第四電離(li)能：4100kJ/mol；

第五電離(li)能：5700kJ/mol；

第六電離(li)能：7300kJ/mol；

第七電離能：9100kJ/mol。

氧化態：+4、+5、+6、+7

晶體結構：密排(pai)六(liu)方晶胞(bao)

晶胞參數(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(mi)度：11.49g/cm3

地(di)殼(ke)豐度(du)：5×10-16%

摩爾體(ti)積：8.52cm3/mol

受(shou)拉屈服強度(du)：1.29GPa

極限(xian)抗拉強度：1.51GPa

導(dao)熱率(lv)：51W/(m K)

電阻(zu)率：2×10-7Ωm

電導率：5×106S/m

磁性特征：順磁性

電負性：1.9（鮑林標度）

原(yuan)子(zi)半徑(jing)：135pm

電(dian)子(zi)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(ji)磁化率(lv)：3.933×10-4

質量(liang)磁化率：3.42×10-8m/kg

摩爾(er)磁(ci)化率：3.352×10-9m/mol

摩爾熱容：23kJ/mol

汽化熱：550kJ/mol

比熱容：63J/(kg·K)

化學性質

锝與空氣的反應

锝在(zai)空氣中(zhong)的反應活(huo)性，比在(zai)周(zhou)期(qi)表中(zhong)緊挨在(zai)锝上面(mian)的錳弱，而與(yu)在(zai)周(zhou)期(qi)表中(zhong)緊挨在(zai)锝下面(mian)的錸相當(dang)。锝在(zai)空氣中(zhong)只能緩慢地(di)失去光(guang)澤，生產出(chu)來的锝一般(ban)是粉末狀或海綿狀的，這樣會大大提高锝的反應活(huo)性，在(zai)氧氣中(zhong)加熱锝，會生成氧化(hua)锝（Ⅶ）（七氧化(hua)二锝，Tc?O?）。

锝在氟氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)燃燒(shao)生(sheng)成TcF5和(he)(he)(he)TcF6的(de)混合(he)物，和(he)(he)(he)氯氣(qi)反(fan)應生(sheng)成TcCl4和(he)(he)(he)其(qi)他含氯化合(he)物的(de)混合(he)物。锝和(he)(he)(he)硫反(fan)應生(sheng)成TcS?。锝不和(he)(he)(he)氮氣(qi)反(fan)應。锝不溶(rong)于(yu)氫鹵酸或(huo)(huo)氨性H?O?中(zhong)(zhong)(zhong)，但溶(rong)于(yu)中(zhong)(zhong)(zhong)性或(huo)(huo)酸性的(de)H?O?溶(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)。

制備方法

金(jin)屬锝的(de)制備可在具備嚴(yan)格的(de)安全條(tiao)件下(xia)進行(xing)，可用氫(qing)氣(qi)在700一900℃下(xia)還原(yuan)高(gao)锝酸(suan)銨得(de)到(dao)銀灰(hui)色的(de)純锝粉，也(ye)可用氫(qing)氣(qi)在1100℃時還原(yuan)七硫(liu)化二锝制取。NH?TcO?在1mol/dm3H?SO?溶液中電解，在銅(tong)陰極上可得(de)到(dao)光亮的(de)純锝鍍層。還可在赤熱條(tiao)件下(xia)分解（NH?）zTcCI。得(de)到(dao)純锝粉。

原(yuan)子(zi)反應(ying)堆(dui)核燃料再處理時的(de)副產品中，含有(you)壽命較長的(de)同位素(su)99Tc。此元素(su)現已(yi)可以大量的(de)制得，并有(you)市售。使(shi)用锝的(de)實驗(yan)室以及實驗(yan)條件(jian)必須在滿(man)足非(fei)密封射(she)線源處理條件(jian)要求下(xia)進行(xing)。

由(you)于99Tc的(de)半衰期約(yue)(yue)為(wei)(wei)(wei)108年，所以1g的(de)99Tc，約(yue)(yue)為(wei)(wei)(wei)16mci，1mci約(yue)(yue)為(wei)(wei)(wei)60mg的(de)99Tc。處理(li)時必須十分小心。

制法(fa) 市售品(pin)系從(cong)核裂變產物中(zhong)分離出(chu)來的產品(pin)，大部分為99Tc。通常可(ke)購(gou)入高锝酸銨NH?TcO?這一(yi)類型的產品(pin)1mci單位。除此以(yi)外，也(ye)有通過(guo)與鉬核的(n，γ)反應，生成壽命更長的同位素，但鉬的吸(xi)收截(jie)面積小，而且(qie)從(cong)大量的鉬中(zhong)分離很復雜，故難以(yi)得到。

99Tc本身的(de)放射線(xian)是(shi)所謂軟性(xing)(soft)的(de)β射線(xian)，比起處理鐳、釙來，其(qi)(qi)實驗(yan)還是(shi)較(jiao)易進行的(de)。但必(bi)須(xu)時刻記(ji)住：本品是(shi)放射性(xing)元素(su)，不(bu)得任意(yi)將其(qi)(qi)舍棄，而應加以回收(shou)。由于本品價格(ge)昂貴(gui)，故進行回收(shou)是(shi)極有意(yi)義的(de)工(gong)作。

回收(shou)時，用過氧(yang)(yang)化氫或過二硫酸(suan)銨(NH?)?S?O8進(jin)行氧(yang)(yang)化，使(shi)其成(cheng)為高(gao)锝酸(suan)根(gen)離(li)子(zi)TcO-?的(de)形式，然(ran)后以高(gao)氯酸(suan)根(gen)離(li)子(zi)作(zuo)為載體，使(shi)之析出四苯基砷鹽沉淀。也可用錸作(zuo)載體。此外，七(qi)價锝用七(qi)價錸作(zuo)載體時，經硫化氫處理，锝變成(cheng)Tc?S7的(de)沉淀而(er)加以分離(li)。

金屬锝(de)(de)(de)的(de)制備須在(zai)具備嚴格的(de)安(an)全條(tiao)件(jian)下(xia)進行。可(ke)(ke)用(yong)氫氣(qi)在(zai)700～900℃下(xia)還原(yuan)高锝(de)(de)(de)酸銨得(de)(de)到銀灰色的(de)純(chun)(chun)锝(de)(de)(de)粉，也可(ke)(ke)用(yong)氫氣(qi)在(zai)1100℃時還原(yuan)七硫化二(er)锝(de)(de)(de)制取。NH?TcO?在(zai)1mol/L H?SO?溶液中電解，在(zai)銅陰(yin)極上可(ke)(ke)得(de)(de)到光亮的(de)純(chun)(chun)锝(de)(de)(de)鍍(du)層。還可(ke)(ke)在(zai)赤(chi)熱條(tiao)件(jian)下(xia)分解(NH?)?TcCl6得(de)(de)到純(chun)(chun)锝(de)(de)(de)粉。

應用領域

工業用途

因為同位素(su)Tc-97具有(you)260萬年的長(chang)半衰期，故用于化學研究。過(guo)锝酸鹽(yan)是鋼的良好緩蝕劑(ji)。锝在冶金中用作示蹤(zong)劑(ji)，還用于低溫化學及(ji)抗(kang)腐蝕產品中，亦(yi)用作核燃料燃耗測定。

醫學用途

锝(de)99m，一(yi)種锝(de)的(de)(de)(de)(de)半衰期極短的(de)(de)(de)(de)不(bu)穩定同位素，是核(he)(he)醫學臨床診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)中(zhong)應用(yong)(yong)最(zui)廣的(de)(de)(de)(de)醫用(yong)(yong)核(he)(he)素，常用(yong)(yong)锝(de)（Tc-99m）焦磷酸鹽注射液拼音(yin)名。用(yong)(yong)99Tcm標(biao)記的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)于(yu)診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)臟(zang)器(qi)疾(ji)病(bing)(bing)(bing)和(he)功能的(de)(de)(de)(de)放射性(xing)(xing)顯(xian)像劑。從99Mo-99Tcm-發生器(qi)用(yong)(yong)生理鹽水淋洗(xi)得到(dao)的(de)(de)(de)(de)是99TcmO4-，用(yong)(yong)于(yu)甲狀腺(xian)顯(xian)像。但(dan)多數(shu)情況下用(yong)(yong)還原(yuan)劑還原(yuan)成(cheng)+1、+3、+4和(he)+5價離(li)子與含(han)O、N、S、P等(deng)供體原(yuan)子的(de)(de)(de)(de)化合物(wu)反應制成(cheng)放射性(xing)(xing)藥(yao)的(de)(de)(de)(de)。99Tcm放射性(xing)(xing)藥(yao)物(wu)不(bu)僅用(yong)(yong)于(yu)狀態(tai)圖像診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)，而且還可用(yong)(yong)于(yu)功能（如腦(nao)、心(xin)肌(ji)，肝(gan)功能等(deng)）診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)，已占(zhan)診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)用(yong)(yong)放射性(xing)(xing)顯(xian)像劑的(de)(de)(de)(de)約85%，可用(yong)(yong)于(yu)診(zhen)(zhen)斷(duan)(duan)腦(nao)、心(xin)肌(ji)和(he)腫瘤等(deng)疾(ji)病(bing)(bing)(bing)和(he)幾乎所(suo)有臟(zang)器(qi)疾(ji)病(bing)(bing)(bing)。