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锝（Technetium），元素符號(hao)Tc，原子序數為43，原子量為97.9072，在元素周期表中屬(shu)ⅦB族，單質為銀白色(se)金屬(shu)。

1937年，由美國(guo)加州大學伯克利(li)分校物理(li)學家歐(ou)內斯(si)特(te)·勞(lao)倫(lun)斯(si)，使用回旋加速器加速含有一個(ge)質(zhi)子(zi)的(de)氘原子(zi)核(he)去“轟擊(ji)”42號元(yuan)素(su)鉬(mu)，制得(de)了43號新元(yuan)素(su)锝。然后(hou)送給兩位意大利(li)化學家佩里埃(ai)（C.Perrier）和埃(ai)米利(li)奧(ao)·吉(ji)諾·塞格(ge)雷(lei)（E.G.Segré）鑒定(ding)，最(zui)后(hou)由兩位化學家向世界宣布(bu)锝元(yuan)素(su)的(de)發現。它是第一個(ge)用人工方法(fa)制得(de)的(de)元(yuan)素(su)，所以按希臘文Technetos（人造）命名為(wei)Technetium。

研究簡史

锝(de)(de)(de)是首個以人工方(fang)法制得(de)的(de)元(yuan)素(su)，其主(zhu)要來源為(wei)(wei)反應堆中鈾裂變產物。用(yong)氫在500~600℃還(huan)原硫(liu)化锝(de)(de)(de)（Tc2S7）或過(guo)(guo)锝(de)(de)(de)酸銨(an)，可得(de)金屬锝(de)(de)(de)。在硫(liu)酸溶液(ye)中電(dian)解過(guo)(guo)锝(de)(de)(de)酸銨(an)也可析出金屬锝(de)(de)(de)。锝(de)(de)(de)的(de)性質(zhi)與同族(zu)元(yuan)素(su)錸相(xiang)似。高(gao)(gao)溫下锝(de)(de)(de)與氧生成揮(hui)發性的(de)氧化物Tc2O7。常見同位素(su)Tc-97的(de)半衰(shuai)期(qi)為(wei)(wei)260萬年，可用(yong)作制備β射線(xian)標準源。少量(liang)的(de)（約(yue)5×10-5mol）過(guo)(guo)锝(de)(de)(de)酸銨(an)可使鋼材(cai)的(de)腐蝕大為(wei)(wei)減慢。锝(de)(de)(de)和锝(de)(de)(de)鉬合金具有良(liang)好的(de)超導性質(zhi)。1960年以前，锝(de)(de)(de)只能小量(liang)生產，價格曾高(gao)(gao)達2800美元(yuan)/克；70年代末(mo)已能進行千克量(liang)級生產，價格已下降到60美元(yuan)/克以下。

門捷列夫在(zai)建立(li)元(yuan)素(su)周期(qi)系的(de)(de)(de)時候(hou)，曾經預言(yan)它(ta)的(de)(de)(de)存在(zai)，命(ming)名(ming)它(ta)為eka-manganese（類(lei)錳）。莫斯(si)萊確定了(le)它(ta)的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)序數為43。其實(shi)，有關(guan)這(zhe)個元(yuan)素(su)發(fa)(fa)(fa)現(xian)的(de)(de)(de)報(bao)告早在(zai)門捷列夫建立(li)元(yuan)素(su)周期(qi)系以前就(jiu)開始了(le)。在(zai)1846年，俄(e)羅(luo)(luo)斯(si)蓋爾(er)曼聲(sheng)稱(cheng)，從黑色鈦(tai)鐵(tie)(tie)礦(kuang)中(zhong)發(fa)(fa)(fa)現(xian)了(le)這(zhe)個元(yuan)素(su)，就(jiu)以這(zhe)個礦(kuang)石的(de)(de)(de)名(ming)稱(cheng)命(ming)名(ming)它(ta)為ilmenium，并且測(ce)定了(le)它(ta)的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)量約(yue)104.6，敘(xu)述了(le)它(ta)的(de)(de)(de)一(yi)些(xie)性質與錳相似。接著(zhu)，1877年，俄(e)羅(luo)(luo)斯(si)圣彼得堡的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)工(gong)程(cheng)師克恩發(fa)(fa)(fa)表發(fa)(fa)(fa)現(xian)了(le)一(yi)種占據鉬(mu)和(he)釕之間的(de)(de)(de)新元(yuan)素(su)報(bao)告，其原(yuan)子(zi)量經測(ce)定等(deng)于(yu)100。但它(ta)卻(que)被另一(yi)些(xie)化(hua)學(xue)家證明(ming)是銥、銠和(he)鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)混合物。亞洲的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)家們也(ye)(ye)不甘落后，在(zai)1908年，日本化(hua)學(xue)家小(xiao)川聲(sheng)稱(cheng)從方釷(tu)石中(zhong)發(fa)(fa)(fa)現(xian)這(zhe)一(yi)元(yuan)素(su)并命(ming)名(ming)為nipponium；到(dao)1924年，又有化(hua)學(xue)家報(bao)告，利用X射線光譜分析(xi)從錳礦(kuang)中(zhong)發(fa)(fa)(fa)現(xian)了(le)這(zhe)一(yi)元(yuan)素(su)，命(ming)名(ming)為moseleyum。遲至1925年，德國科(ke)學(xue)家也(ye)(ye)宣布(bu)，在(zai)鈮鐵(tie)(tie)礦(kuang)中(zhong)發(fa)(fa)(fa)現(xian)了(le)這(zhe)一(yi)元(yuan)素(su)。但這(zhe)些(xie)發(fa)(fa)(fa)現(xian)都沒(mei)有被證實(shi)和(he)承認。

于是(shi)(shi)(shi)43號(hao)元(yuan)(yuan)素(su)被(bei)認為是(shi)(shi)(shi)“失蹤了(le)(le)”的(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)。后(hou)(hou)來(lai)，物(wu)理學家(jia)們(men)(men)的(de)(de)“同(tong)(tong)位(wei)素(su)統(tong)計(ji)規則”解釋了(le)(le)它(ta)“失蹤”的(de)(de)緣(yuan)由。這(zhe)個規則是(shi)(shi)(shi)1924年前(qian)蘇聯學者蘇卡列夫(fu)提出來(lai)的(de)(de)，在(zai)(zai)1934年被(bei)德國物(wu)理學家(jia)馬陶赫確定(ding)。根據這(zhe)個規則，不(bu)(bu)能(neng)有核電荷僅(jin)僅(jin)相差(cha)一個單位(wei)的(de)(de)穩定(ding)同(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)素(su)存在(zai)(zai)。同(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)(liang)素(su)是(shi)(shi)(shi)指(zhi)質量(liang)(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)相同(tong)(tong)而原子序數(shu)(shu)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)原子，如Ar-40、K-40、Ca-40都(dou)有相同(tong)(tong)的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)(liang)40。由于它(ta)們(men)(men)的(de)(de)原子序數(shu)(shu)不(bu)(bu)同(tong)(tong)，所以(yi)它(ta)們(men)(men)處(chu)在(zai)(zai)元(yuan)(yuan)素(su)周期(qi)表不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)位(wei)置上，因而又稱異(yi)位(wei)素(su)。锝(de)前(qian)后(hou)(hou)的(de)(de)兩個元(yuan)(yuan)素(su)鉬（42）、釕（44）分別有一連串質量(liang)(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)94~102之間(jian)穩定(ding)同(tong)(tong)位(wei)素(su)存在(zai)(zai)，所以(yi)再也不(bu)(bu)能(neng)有锝(de)的(de)(de)穩定(ding)同(tong)(tong)位(wei)素(su)存在(zai)(zai)，因為锝(de)的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)應(ying)當(dang)是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)這(zhe)些質量(liang)(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)之間(jian)。

在1936-1937年(nian)首先實現(xian)了人(ren)工方法制取它(ta)。1936年(nian)底意大利(li)年(nian)輕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)學(xue)家謝格爾到美國(guo)伯克利(li)（Berkeley）進(jin)修。他利(li)用那里一臺先進(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)回(hui)旋(xuan)加速器，用氘核照(zhao)射(she)鉬(mu)，并(bing)(bing)把照(zhao)射(she)過的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉬(mu)帶回(hui)意大利(li)帕勒莫（Palerma）大學(xue)。他在化學(xue)教(jiao)授彼利(li)埃協助下，經歷(li)近(jin)半年(nian)時間，分離(li)出(chu)10-10克的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Tc-99，并(bing)(bing)確定(ding)新元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性質與錸非(fei)常相似，而(er)與錳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相似程度較差。隨后，二人(ren)從(cong)鈾(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂變產物(wu)中(zhong)得(de)到锝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許(xu)多同(tong)位素(su)，自然(ran)界僅發(fa)(fa)現(xian)極少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)锝-99；已發(fa)(fa)現(xian)質量(liang)(liang)數90～110的(de)(de)(de)(de)(de)(de)全部锝同(tong)位素(su)。在1962年(nian)，B.T.Kenna及(ji)P.K.Kurod在非(fei)洲的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一個八水(shui)化三鈾(you)礦中(zhong)，從(cong)鈾(you)-238的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂變物(wu)之(zhi)中(zhong)，找到了微量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)锝-99。

锝長(chang)久以來折(zhe)磨著化學家們，因為不能找到它(ta)。我(wo)們現在知道(dao)它(ta)所有(you)的(de)同(tong)位(wei)素都是放射性的(de)，而且任(ren)何來自地球(qiu)地殼的(de)這(zhe)種元(yuan)素的(de)礦物(wu)早已衰(shuai)變(bian)。（其(qi)壽命(ming)最長(chang)的(de)同(tong)位(wei)素的(de)半衰(shuai)期是4百(bai)萬(wan)年(nian)。）即(ji)便如(ru)此，有(you)些(xie)锝原子會在鈾發(fa)(fa)生核裂變(bian)產生，一噸鈾只有(you)約(yue)1毫(hao)克锝。在20世(shi)紀(ji)20年(nian)代聲(sheng)明發(fa)(fa)現了(le)這(zhe)個元(yuan)素，或者說(shuo)至少是觀察到了(le)它(ta)的(de)光(guang)譜了(le)，不能被完全低估(gu)。

锝是由Emilio Segrè于(yu)1937年(nian)在(zai)意大(da)利(li)被(bei)發(fa)現(xian)的(de)。他研究來自加(jia)利(li)福尼亞的(de)鉬，這需要(yao)暴(bao)露在(zai)高能量的(de)輻射中，他發(fa)現(xian)锝出現(xian)了并分離了它，今天，這種(zhong)元素從廢核(he)燃料棒中成噸(dun)提取(qu)。

理化性質

物理性質

元素名稱：锝

元素符號：Tc

元(yuan)素原子(zi)量：97.9072（Tc-98）；96.906365358（Tc-97）

元(yuan)素(su)類別：放射性金屬元(yuan)素(su)

原子序數：43

質子數：43

周期：第五周期

族(zu)：VII B族(zu)

核電荷數：43

外層電子層排布(bu)：4d55s2

電(dian)子層：K-L-M-N-O

電離能：

第一電(dian)離能：702kJ/mol；

第二電離(li)能(neng)：1472kJ/mol；

第三電離能：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；

第七電離能(neng)：9100kJ/mol。

氧化態：+4、+5、+6、+7

晶體結(jie)構(gou)：密排六方晶胞(bao)

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

α=90°；β=90°；γ=120°。

外觀(guan)：銀白(bai)色(se)金屬

熔點(dian)：2157℃

沸(fei)點：4265℃

密度：11.49g/cm3

地(di)殼(ke)豐度：5×10-16%

摩爾體積：8.52cm3/mol

受(shou)拉屈服強(qiang)度：1.29GPa

極(ji)限抗拉強(qiang)度：1.51GPa

導熱率：51W/(m K)

電(dian)阻率：2×10-7Ωm

電導(dao)率(lv)：5×106S/m

磁性特(te)征：順磁性

電負性(xing)：1.9（鮑(bao)林標度(du)）

原子半徑：135pm

電子親和力：53kJ/mol

共價半徑：147pm

放射性比度(du)：32MBq/g

衰變方式：β衰變

體積磁化(hua)率：3.933×10-4

質量磁化率(lv)：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)在(zai)空氣中的(de)(de)反(fan)應活性(xing)，比在(zai)周期(qi)表中緊(jin)挨在(zai)锝(de)上(shang)面的(de)(de)錳弱，而與在(zai)周期(qi)表中緊(jin)挨在(zai)锝(de)下面的(de)(de)錸相當。锝(de)在(zai)空氣中只(zhi)能緩慢地失去光澤，生(sheng)產出來的(de)(de)锝(de)一般是粉末(mo)狀(zhuang)或海(hai)綿狀(zhuang)的(de)(de)，這樣會大大提高锝(de)的(de)(de)反(fan)應活性(xing)，在(zai)氧氣中加熱锝(de)，會生(sheng)成氧化(hua)锝(de)（Ⅶ）（七氧化(hua)二锝(de)，Tc?O?）。

锝在氟氣中(zhong)燃(ran)燒(shao)生(sheng)成(cheng)TcF5和TcF6的(de)混合(he)物(wu)，和氯氣反應(ying)生(sheng)成(cheng)TcCl4和其他含(han)氯化合(he)物(wu)的(de)混合(he)物(wu)。锝和硫反應(ying)生(sheng)成(cheng)TcS?。锝不和氮氣反應(ying)。锝不溶(rong)于氫鹵酸或氨性H?O?中(zhong)，但溶(rong)于中(zhong)性或酸性的(de)H?O?溶(rong)液中(zhong)。

制備方法

金(jin)屬锝(de)(de)的(de)制備可(ke)在(zai)具備嚴格的(de)安全(quan)條件下進行(xing)，可(ke)用(yong)(yong)氫氣在(zai)700一900℃下還(huan)原高锝(de)(de)酸銨(an)得到銀灰色的(de)純(chun)锝(de)(de)粉(fen)，也可(ke)用(yong)(yong)氫氣在(zai)1100℃時還(huan)原七硫化二锝(de)(de)制取。NH?TcO?在(zai)1mol/dm3H?SO?溶液中電解，在(zai)銅(tong)陰極(ji)上可(ke)得到光亮(liang)的(de)純(chun)锝(de)(de)鍍(du)層。還(huan)可(ke)在(zai)赤(chi)熱條件下分解（NH?）zTcCI。得到純(chun)锝(de)(de)粉(fen)。

原子反應堆核燃料再處(chu)理(li)時的(de)副產品中，含(han)有(you)壽命(ming)較長的(de)同(tong)位(wei)素99Tc。此(ci)元素現已可以大量的(de)制得，并有(you)市售。使用锝的(de)實(shi)驗室(shi)以及實(shi)驗條(tiao)件(jian)必須在滿足非密封射線源處(chu)理(li)條(tiao)件(jian)要求下進行(xing)。

由于99Tc的半衰(shuai)期約(yue)為108年(nian)，所以(yi)1g的99Tc，約(yue)為16mci，1mci約(yue)為60mg的99Tc。處理時(shi)必須十(shi)分小心。

制法 市售品系從(cong)(cong)核(he)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。通常可購入高(gao)锝酸銨NH?TcO?這一類(lei)型的(de)(de)產品1mci單位。除此以外(wai)，也(ye)有通過與鉬(mu)核(he)的(de)(de)(n，γ)反應，生(sheng)成壽命(ming)更長的(de)(de)同位素，但鉬(mu)的(de)(de)吸收截面積(ji)小(xiao)，而(er)且從(cong)(cong)大量的(de)(de)鉬(mu)中分(fen)(fen)離很(hen)復雜，故(gu)難(nan)以得到。

99Tc本(ben)身的(de)放(fang)射線是(shi)所謂軟性(soft)的(de)β射線，比起(qi)處理鐳(lei)、釙來(lai)，其(qi)實驗還是(shi)較易進行的(de)。但必(bi)須時刻記住：本(ben)品(pin)(pin)是(shi)放(fang)射性元素(su)，不得任意將其(qi)舍棄，而應(ying)加以回收。由(you)于本(ben)品(pin)(pin)價(jia)格昂(ang)貴，故進行回收是(shi)極有(you)意義的(de)工作(zuo)。

回(hui)收時，用過氧化氫(qing)或過二硫(liu)酸(suan)銨(an)(NH?)?S?O8進(jin)行氧化，使其(qi)成(cheng)為(wei)高(gao)(gao)锝酸(suan)根離子(zi)TcO-?的形式，然(ran)后以(yi)高(gao)(gao)氯酸(suan)根離子(zi)作為(wei)載(zai)體，使之(zhi)析出(chu)四(si)苯(ben)基(ji)砷鹽沉淀。也可用錸作載(zai)體。此外，七(qi)價锝用七(qi)價錸作載(zai)體時，經硫(liu)化氫(qing)處(chu)理，锝變成(cheng)Tc?S7的沉淀而(er)加以(yi)分離。

金屬锝(de)的(de)制備須在具備嚴(yan)格的(de)安全條(tiao)(tiao)件下進行。可(ke)用氫氣(qi)在700～900℃下還(huan)原(yuan)高锝(de)酸銨得(de)到(dao)銀灰色(se)的(de)純(chun)锝(de)粉，也可(ke)用氫氣(qi)在1100℃時(shi)還(huan)原(yuan)七(qi)硫化(hua)二锝(de)制取。NH?TcO?在1mol/L H?SO?溶液(ye)中(zhong)電解，在銅陰(yin)極上(shang)可(ke)得(de)到(dao)光(guang)亮的(de)純(chun)锝(de)鍍(du)層(ceng)。還(huan)可(ke)在赤熱條(tiao)(tiao)件下分解(NH?)?TcCl6得(de)到(dao)純(chun)锝(de)粉。

應用領域

工業用途

因為同(tong)位素(su)Tc-97具(ju)有260萬年的長(chang)半衰(shuai)期，故用于(yu)化學研究(jiu)。過锝(de)酸鹽是(shi)鋼的良好緩(huan)蝕劑(ji)(ji)。锝(de)在(zai)冶金中用作(zuo)示蹤劑(ji)(ji)，還用于(yu)低溫化學及抗腐蝕產品中，亦用作(zuo)核燃料燃耗測定(ding)。

醫學用途

锝99m，一種锝的(de)(de)(de)半衰(shuai)期極(ji)短的(de)(de)(de)不穩定同位素，是核醫學臨床(chuang)診(zhen)(zhen)斷(duan)中應(ying)用(yong)最廣的(de)(de)(de)醫用(yong)核素，常(chang)用(yong)锝（Tc-99m）焦磷酸鹽注射(she)(she)(she)液(ye)拼音名(ming)。用(yong)99Tcm標(biao)記的(de)(de)(de)用(yong)于(yu)診(zhen)(zhen)斷(duan)臟(zang)器疾病(bing)和功能(neng)(neng)的(de)(de)(de)放(fang)(fang)射(she)(she)(she)性(xing)顯(xian)像(xiang)劑。從99Mo-99Tcm-發(fa)生器用(yong)生理鹽水淋洗(xi)得到(dao)的(de)(de)(de)是99TcmO4-，用(yong)于(yu)甲(jia)狀(zhuang)腺顯(xian)像(xiang)。但多數(shu)情況下用(yong)還(huan)(huan)原劑還(huan)(huan)原成(cheng)+1、+3、+4和+5價離子(zi)與含O、N、S、P等供體(ti)原子(zi)的(de)(de)(de)化合物(wu)反應(ying)制(zhi)成(cheng)放(fang)(fang)射(she)(she)(she)性(xing)藥的(de)(de)(de)。99Tcm放(fang)(fang)射(she)(she)(she)性(xing)藥物(wu)不僅用(yong)于(yu)狀(zhuang)態(tai)圖(tu)像(xiang)診(zhen)(zhen)斷(duan)，而(er)且(qie)還(huan)(huan)可用(yong)于(yu)功能(neng)(neng)（如腦(nao)、心肌，肝功能(neng)(neng)等）診(zhen)(zhen)斷(duan)，已占(zhan)診(zhen)(zhen)斷(duan)用(yong)放(fang)(fang)射(she)(she)(she)性(xing)顯(xian)像(xiang)劑的(de)(de)(de)約85%，可用(yong)于(yu)診(zhen)(zhen)斷(duan)腦(nao)、心肌和腫瘤等疾病(bing)和幾乎所(suo)有臟(zang)器疾病(bing)。