锝（Technetium），元素符號Tc，原子序數(shù)為43，原子量為97.9072，在元素周期表中屬ⅦB族，單質(zhì)為銀白色金屬。

1937年，由美國加州大學(xué)伯克利分校物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·勞倫斯，使用回旋加速器加速含有一個質(zhì)子的氘原子核去“轟擊”42號元素鉬，制得了43號新元素锝。然后送給兩位意大利化學(xué)家佩里埃（C.Perrier）和埃米利奧·吉諾·塞格雷（E.G.Segré）鑒定，最后由兩位化學(xué)家向世界宣布锝元素的發(fā)現(xiàn)。它是第一個用人工方法制得的元素，所以按希臘文Technetos（人造）命名為Technetium。

研究簡史

锝是首個以人工方法制得的元素，其主要來源為反應(yīng)堆中鈾裂變產(chǎn)物。用氫在500~600℃還原硫化锝（Tc2S7）或過锝酸銨，可得金屬锝。在硫酸溶液中電解過锝酸銨也可析出金屬锝。锝的性質(zhì)與同族元素錸相似。高溫下锝與氧生成揮發(fā)性的氧化物Tc2O7。常見同位素Tc-97的半衰期為260萬年，可用作制備β射線標(biāo)準(zhǔn)源。少量的（約5×10-5mol）過锝酸銨可使鋼材的腐蝕大為減慢。锝和锝鉬合金具有良好的超導(dǎo)性質(zhì)。1960年以前，锝只能小量生產(chǎn)，價格曾高達(dá)2800美元/克；70年代末已能進(jìn)行千克量級生產(chǎn)，價格已下降到60美元/克以下。

門捷列夫在建立元素周期系的時候，曾經(jīng)預(yù)言它的存在，命名它為eka-manganese（類錳）。莫斯萊確定了它的原子序數(shù)為43。其實，有關(guān)這個元素發(fā)現(xiàn)的報告早在門捷列夫建立元素周期系以前就開始了。在1846年，俄羅斯蓋爾曼聲稱，從黑色鈦鐵礦中發(fā)現(xiàn)了這個元素，就以這個礦石的名稱命名它為ilmenium，并且測定了它的原子量約104.6，敘述了它的一些性質(zhì)與錳相似。接著，1877年，俄羅斯圣彼得堡的化學(xué)工程師克恩發(fā)表發(fā)現(xiàn)了一種占據(jù)鉬和釕之間的新元素報告，其原子量經(jīng)測定等于100。但它卻被另一些化學(xué)家證明是銥、銠和鐵的混合物。亞洲的化學(xué)家們也不甘落后，在1908年，日本化學(xué)家小川聲稱從方釷石中發(fā)現(xiàn)這一元素并命名為nipponium；到1924年，又有化學(xué)家報告，利用X射線光譜分析從錳礦中發(fā)現(xiàn)了這一元素，命名為moseleyum。遲至1925年，德國科學(xué)家也宣布，在鈮鐵礦中發(fā)現(xiàn)了這一元素。但這些發(fā)現(xiàn)都沒有被證實和承認(rèn)。

于是43號元素被認(rèn)為是“失蹤了”的元素。后來，物理學(xué)家們的“同位素統(tǒng)計規(guī)則”解釋了它“失蹤”的緣由。這個規(guī)則是1924年前蘇聯(lián)學(xué)者蘇卡列夫提出來的，在1934年被德國物理學(xué)家馬陶赫確定。根據(jù)這個規(guī)則，不能有核電荷僅僅相差一個單位的穩(wěn)定同量素存在。同量素是指質(zhì)量數(shù)相同而原子序數(shù)不同的原子，如Ar-40、K-40、Ca-40都有相同的質(zhì)量40。由于它們的原子序數(shù)不同，所以它們處在元素周期表不同的位置上，因而又稱異位素。锝前后的兩個元素鉬（42）、釕（44）分別有一連串質(zhì)量數(shù)94~102之間穩(wěn)定同位素存在，所以再也不能有锝的穩(wěn)定同位素存在，因為锝的質(zhì)量數(shù)應(yīng)當(dāng)是在這些質(zhì)量數(shù)之間。

在1936-1937年首先實現(xiàn)了人工方法制取它。1936年底意大利年輕的物理學(xué)家謝格爾到美國伯克利（Berkeley）進(jìn)修。他利用那里一臺先進(jìn)的回旋加速器，用氘核照射鉬，并把照射過的鉬帶回意大利帕勒莫（Palerma）大學(xué)。他在化學(xué)教授彼利埃協(xié)助下，經(jīng)歷近半年時間，分離出10-10克的Tc-99，并確定新元素的性質(zhì)與錸非常相似，而與錳的相似程度較差。隨后，二人從鈾的裂變產(chǎn)物中得到锝的許多同位素，自然界僅發(fā)現(xiàn)極少量的锝-99；已發(fā)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)90～110的全部锝同位素。在1962年，B.T.Kenna及P.K.Kurod在非洲的一個八水化三鈾礦中，從鈾-238的裂變物之中，找到了微量的锝-99。

锝長久以來折磨著化學(xué)家們，因為不能找到它。我們現(xiàn)在知道它所有的同位素都是放射性的，而且任何來自地球地殼的這種元素的礦物早已衰變。（其壽命最長的同位素的半衰期是4百萬年。）即便如此，有些锝原子會在鈾發(fā)生核裂變產(chǎn)生，一噸鈾只有約1毫克锝。在20世紀(jì)20年代聲明發(fā)現(xiàn)了這個元素，或者說至少是觀察到了它的光譜了，不能被完全低估。

锝是由Emilio Segrè于1937年在意大利被發(fā)現(xiàn)的。他研究來自加利福尼亞的鉬，這需要暴露在高能量的輻射中，他發(fā)現(xiàn)锝出現(xiàn)了并分離了它，今天，這種元素從廢核燃料棒中成噸提取。

理化性質(zhì)

物理性質(zhì)

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(shù)：43

質(zhì)子數(shù)：43

周期：第五周期

族：VII B族

核電荷數(shù)：43

外層電子層排布：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；

第三電離能：2850kJ/mol；

第四電離能：4100kJ/mol；

第五電離能：5700kJ/mol；

第六電離能：7300kJ/mol；

第七電離能：9100kJ/mol。

氧化態(tài)： 4、 5、 6、 7

晶體結(jié)構(gòu)：密排六方晶胞

晶胞參數(shù)：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%

摩爾體積：8.52cm3/mol

受拉屈服強度：1.29GPa

極限抗拉強度：1.51GPa

導(dǎo)熱率：51W/(m K)

電阻率：2×10-7Ωm

電導(dǎo)率：5×106S/m

磁性特征：順磁性

電負(fù)性：1.9（鮑林標(biāo)度）

原子半徑：135pm

電子親和力：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(zhì)量磁化率：3.42×10-8m/kg

摩爾磁化率：3.352×10-9m/mol

摩爾熱容：23kJ/mol

汽化熱：550kJ/mol

比熱容：63J/(kg·K)

化學(xué)性質(zhì)

锝與空氣的反應(yīng)

锝在空氣中的反應(yīng)活性，比在周期表中緊挨在锝上面的錳弱，而與在周期表中緊挨在锝下面的錸相當(dāng)。锝在空氣中只能緩慢地失去光澤，生產(chǎn)出來的锝一般是粉末狀或海綿狀的，這樣會大大提高锝的反應(yīng)活性，在氧氣中加熱锝，會生成氧化锝（Ⅶ）（七氧化二锝，Tc?O?）。

锝在氟氣中燃燒生成TcF5和TcF6的混合物，和氯氣反應(yīng)生成TcCl4和其他含氯化合物的混合物。锝和硫反應(yīng)生成TcS?。锝不和氮氣反應(yīng)。锝不溶于氫鹵酸或氨性H?O?中，但溶于中性或酸性的H?O?溶液中。

制備方法

金屬锝的制備可在具備嚴(yán)格的安全條件下進(jìn)行，可用氫氣在700一900℃下還原高锝酸銨得到銀灰色的純锝粉，也可用氫氣在1100℃時還原七硫化二锝制取。NH?TcO?在1mol/dm3H?SO?溶液中電解，在銅陰極上可得到光亮的純锝鍍層。還可在赤熱條件下分解（NH?）zTcCI。得到純锝粉。

原子反應(yīng)堆核燃料再處理時的副產(chǎn)品中，含有壽命較長的同位素99Tc。此元素現(xiàn)已可以大量的制得，并有市售。使用锝的實驗室以及實驗條件必須在滿足非密封射線源處理條件要求下進(jìn)行。

由于99Tc的半衰期約為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 市售品系從核裂變產(chǎn)物中分離出來的產(chǎn)品，大部分為99Tc。通?？少徣敫唢剿徜@NH?TcO?這一類型的產(chǎn)品1mci單位。除此以外，也有通過與鉬核的(n，γ)反應(yīng)，生成壽命更長的同位素，但鉬的吸收截面積小，而且從大量的鉬中分離很復(fù)雜，故難以得到。

99Tc本身的放射線是所謂軟性(soft)的β射線，比起處理鐳、釙來，其實驗還是較易進(jìn)行的。但必須時刻記?。罕酒肥欠派湫栽?，不得任意將其舍棄，而應(yīng)加以回收。由于本品價格昂貴，故進(jìn)行回收是極有意義的工作。

回收時，用過氧化氫或過二硫酸銨(NH?)?S?O8進(jìn)行氧化，使其成為高锝酸根離子TcO-?的形式，然后以高氯酸根離子作為載體，使之析出四苯基砷鹽沉淀。也可用錸作載體。此外，七價锝用七價錸作載體時，經(jīng)硫化氫處理，锝變成Tc?S7的沉淀而加以分離。

金屬锝的制備須在具備嚴(yán)格的安全條件下進(jìn)行?？捎脷錃庠?00～900℃下還原高锝酸銨得到銀灰色的純锝粉，也可用氫氣在1100℃時還原七硫化二锝制取。NH?TcO?在1mol/L H?SO?溶液中電解，在銅陰極上可得到光亮的純锝鍍層。還可在赤熱條件下分解(NH?)?TcCl6得到純锝粉。

應(yīng)用領(lǐng)域

工業(yè)用途

因為同位素Tc-97具有260萬年的長半衰期，故用于化學(xué)研究。過锝酸鹽是鋼的良好緩蝕劑。锝在冶金中用作示蹤劑，還用于低溫化學(xué)及抗腐蝕產(chǎn)品中，亦用作核燃料燃耗測定。

醫(yī)學(xué)用途

锝99m，一種锝的半衰期極短的不穩(wěn)定同位素，是核醫(yī)學(xué)臨床診斷中應(yīng)用最廣的醫(yī)用核素，常用锝（Tc-99m）焦磷酸鹽注射液拼音名。用99Tcm標(biāo)記的用于診斷臟器疾病和功能的放射性顯像劑。從99Mo-99Tcm-發(fā)生器用生理鹽水淋洗得到的是99TcmO4-，用于甲狀腺顯像。但多數(shù)情況下用還原劑還原成 1、 3、 4和 5價離子與含O、N、S、P等供體原子的化合物反應(yīng)制成放射性藥的。99Tcm放射性藥物不僅用于狀態(tài)圖像診斷，而且還可用于功能（如腦、心肌，肝功能等）診斷，已占診斷用放射性顯像劑的約85%，可用于診斷腦、心肌和腫瘤等疾病和幾乎所有臟器疾病。