Atechnécium a legkisebb rendszámúkémiai elem, amelynek nincs stabilizotópja. Rendszáma 43, vegyjeleTc. Ezüstszürkeátmenetifém. Kémiai tulajdonságait tekintve amangán és arénium között áll. A technécium nagy része szintetikusan előállított, és csak nagyon kis mennyiségben található meg a természetben, amely azurán spontánmaghasadásából, vagy molibdénércek neutronbefogással történő átalakulásából származik.
A technécium sok tulajdonságát márDmitrij Ivanovics Mengyelejev megjósolta, mielőtt azt felfedezték volna. Mengyelejev ekamangánként hivatkozott rá periódusos rendszerében. 1937-ben gyártottak először technéciumot (technécium-97-et), a név a görög τεχνητός (tekhnetosz), „mesterséges” szóból származik).
A metastabil gammasugárzó technécium-99-et orvosdiagnosztikai tesztek készítésére használják. A hosszú élettartamú technécium izotópok az urán-235 maghasadásának melléktermékei az atomreaktorokban, és a fűtőanyagrudakból nyerik őket.
1861-től egészen1871-ig aMengyelejev által javasolt koraiperiódusos rendszer egy rést tartalmazott amolibdén (Z=42) és aruténium között (Z=44).1871-ben Mengyelejev megjósolta, hogy ez a hiányzó elem foglalhatja el amangán alatti üres helyet, így annak hasonló kémiai tulajdonságokkal kell rendelkeznie. Mengyelejev az ekamangán (Em) nevet adta neki aszanszkrit „eka” előtag után, mely itt arra utal, hogy a mangán alatt eggyel helyezkedik el a keresett elem.
Sok kutató versengett megtalálásáért a periódusos rendszer megalkotása előtt és után egyaránt, mivel periódusos rendszerbeli elhelyezkedése alapján feltételezték, hogy könnyebben detektálható, mint más még felfedezésre váró elemek. Először vélték1828-ban, hogy aplatina ércben találták meg, és a polinium nevet adták neki, de erről kiderült, hogy nem más, mint szennyezettirídium.1846-ban ismét bejelentették a felfedezését ilmenium néven, de ez valójában szennyezettnióbium volt. Ugyanezt a hibát követték el1847-ben, akkor pelopium néven hivatkoztak az új elemre.
1877-ben Szergej Kern orosz vegyész bejelentette, hogy a hiányzó elemet megtalálta a platinaércben. Kern az elemre davyum néven hivatkozott (SirHumphry Davy angol kémikus után), de kiderült, hogy ezirídium,ródium ésvas keveréke. Egy újabb lehetséges jelöltről, a luciumról bebizonyosodott, hogyittrium.1908-ban ajapán tudós, Masataka Ogawa úgy vélte, bizonyítékot talált arra nézve, hogy a hiányzó 43-as rendszámú elem a thorianit nevű ásványban van jelen. Ogawa az elemet Japán után (mely japánul Nippon) nippóniumnak nevezte el. 2004-ben Yoshihara röntgenspektroszkópiával nem tudta kimutatni az Ogawa hagyatékában talált fotólemezen őrzött mintában a keresett elemet, helyette réniumot talált.
Walter Noddack, Otto Berg és Ida Noddack publikálták a 75-ös és a 43-as rendszámú elem felfedezését 1925-ben, utóbbit mazurium névre keresztelték, mivel Noddack családja a Mazuri-tóvidékről származott.[1] A kutatócsoport columbitot (niobit) bombázott elektronsugárral, és arra következtetett, hogy a 43-as rendszámú elem gyenge jele megtalálható a kiértékeléskor kapottröntgendiffrakciós spektrogramon. Ahullámhosszak és a rendszám kapcsolatátHenry Moseley 1913-as összefüggése szolgáltatta. Későbbi kutatások nem tudták reprodukálni kísérletüket, így ma is viták tárgyát képezi, hogy valóban megtalálta-e a csoport a később technéciumnak nevezett elemet.
A 43-as rendszámú elem létezését hivatalosan 1936 decemberében erősítette meg a Palermói Egyetem két kutatója, Carlo Perrier ésEmilio Segrè. Segrè az 1930-as évek közepén a Columbia Egyetemen és a Lawrence Berkeley National Laboratory-ban tett látogatása során rávetteErnest Lawrence amerikai Nobel-díjasfizikust, hogy az általa felfedezettciklotronból származóradioaktív hulladékból kaphasson mintát. Lawrence molibdénfóliát bocsátott rendelkezésére a készülék deflektoráról.
Segrè rábeszélte palermói kollégáját, Perrier-t, hogy összehasonlító kémiai elemzés segítségével bizonyítsák be, hogy amolibdénnek tulajdonítottaktivitás valójában a 43-as rendszámú elemtől származik. A mintából sikerült izolálniuk a technécium-95 és technécium-97 izotópokat. A technécium elnevezést 1947-ben kapta az elem. Segrè visszatérve Berkeley-be, találkozottGlenn T. Seaborg (kémiai) Nobel-díjas tudóssal, akivel sikerült izolálnia a technécium-99m-et (az „m” az elem fizikai kémiai metastabilitására utal).Segrè-t 1959-benfizikai Nobel-díjjal jutalmazták az antiproton felfedezéséért, a technécium mellett még azasztácium (At) felfedezése is a nevéhez fűződik.
1959-ben Paul W. Merrill Kaliforniában vizsgálódva észlelte a technéciumra jellemző emissziós spektrumot az S típusúvörös óriásokból. Ezek a csillagok életük vége felé nagy mennyiségű technéciumot halmoznak fel, amelyek magreakciók jelenlétét bizonyítják. Ez a bizonyíték támasztotta alá a korábban feltételezett elméletet, miszerint a csillagokban nehéz elemek nukleoszintézise is végbemehet. Újabban bizonyították, hogy ezneutron befogásával valósul meg.
Hivatalos felfedezése után sok kutatást folytattak arra nézve, vajon megtalálható-e a Földön természetes forrású technécium. 1962-ben,Belga Kongóban sikerült izolálni rendkívül kis mennyiségben uránszurokércből (kb. 0,2 ng/kg), ahol valószínűleg urán-238spontán hasadásával keletkezik. Arra vonatkozóan is találtak bizonyítékot, hogy azoklói természetesatomreaktor jelentős mennyiségű technécium-99-et termelt, amely azonban azóta ruténium-99-cé bomlott. Adott pillanatban a földkéregben az uránércben és tóriumércben végbemenő spontán hasadás, valamint a molibdén neutronbefogása következtében – figyelembe véve, hogy egy kilogramm urán kb. 1 nanogramm (10−9 g) technéciumot tartalmaz – mintegy 18 ezer tonna technécium található.[2][3][4]
A technécium ezüstszürkés,radioaktív, megjelenésében aplatinához hasonlatos fém. Rendszerint szürke por formájában nyerhető ki. Az atomos technécium emissziós vonalai az alábbihullámhosszakon található: 363,3 nm, 403,1 nm, 426,2 nm, 429,7 nm és 485,3 nm.[5]
A fém enyhénparamágneses tulajdonságú, mely azt jelenti, hogy külső mágneses tér hatására megfelelő irányba rendeződnek a mágneses dipólusok, de a mező megszűnése után véletlenszerűen állnak be. A tiszta egykristály technécium 2-es típusúszupravezetőként működik 7,46 K alatti hőmérsékleteken.[6] E hőmérséklet alatt a fém London-féle mágneses behatolási mélysége rendkívüli mértékben megnő, az elemek között anióbium után a második legnagyobb értéket adja.[7]
A technécium a periódusos rendszer VII. B mellékcsoportjában található arénium és amangán között. A technécium a réniumhoz hasonlóan kémiailag inert (kevéssé reakcióképes), és kötéseikovalens jellegűek.[8] A mangántól eltérően nem alkot készségesenkationokat (pozitív töltésű ionok). Jellemzőoxidációs állapotok: +4, +5, +7.[9] A technécium oldódikkirályvízben,salétromsavban és töménykénsavban, desósavban egyáltalán nem.[10]
A technéciumhidrogénnel való reakciója soránTcH2−9 [technéciumhidrid (II)-anion], melynek szerkezete ugyanaz, mint aReH2−9-é. Bár a szerkezetet adó hidrogénatomok geometriai elrendeződése nem ekvivalens, azelektronszerkezet majdnem ugyanaz. Akomplex ion két hidrogénatomja kicserélhetőNa+ ésK+-ionokra.
Technécium-hidrid
A fémtechnécium páradús levegőben könnyenkorrodálódik,[9] por alakbanoxigénnel egyesül. Kétféleoxidját sikerült előállítani eddig:TcO2 ésTc2O7. Oxidatív körülmények között technécium (VII)-kation keletkezhet, amelypertechnetátionként létezik (TcO−4).[9][11] 400-450 °C között halványsárga technécium-heptoxiddá alakul:
4 Tc + 7O2 → 2Tc2O7
A technécium-heptoxid anátrium-pertechnetát gyártásának kiindulási anyaga (prekurzora):
Tc2O7 + 2 NaOH → 2NaTcO4 +H2O
A fekete színű technécium-dioxid (TcO2) a heptoxid formából nyerhető fémtechnéciummal vagy hidrogénnel történő redukcióval.
Apertechnéciumsav (HTcO4) gyártása technécium-heptoxidból vízzel vagy más oxidáló savval, pl. salétromsavval, tömény kénsavval, királyvízzel vagy sósavas-salétromsavas eleggyel történik. A keletkező sötétvörös, higroszkópos (vízmegkötő tulajdonságú) anyag erős sav, így könnyen adja le protonját.
A pertechnetát (tetroxidotechnetát) anion (TcO−4) tetraéderes szerkezetű, a csúcsokban az oxigénatomok, a centrumban a Tc-atom helyezkedik el. Apermanganátionnal ellentétben a pertechnetátion csak gyengeoxidáló reagens. A pertechnetátot gyakran használjákkatalizátorként, valamint a technéciumizotópok kényelmes vízoldható forrásaként.
A technécium többféleszulfidot képez.TcS2 előállítható fémtechnécium (Tc) és elemi kén (S8) direkt szintézisével (közvetlen reakciójával), míg aTc2S7 az alábbi reakció alapján állítható elő:
2HTcO4 + 7H2S →Tc2S7 + 8H2O
Melegítés hatására a technécium-heptaszulfid diszulfidra és elemi kénre bomlik:
Számostechnéciumklaszter ismert, például aTc4,Tc6,Tc8 ésTc13.[13][14] Stabilabbak aTc6,Tc8. Számos szerves technéciumkomplexet sikerült előállítani, amelyek szerkezete viszonylag jól ismert és behatóan tanulmányozott az orvostudományban való gyakorlati jelentősége miatt.
A ditechnécium-dekakarbonil (Tc2(CO)10) fehér szilárd anyag. Ebben a molekulában két technéciumatom kapcsolódik össze jóval gyengébben, mint az kovalens kötés esetében jellemző, amit a 303 pm-es viszonylag nagykötéstávolság is igazol. A két technéciumatomot oktaéderes alakzatban veszi körül a 10 karbonilligandum, ily módon telítődnek a megfelelő s, p és d alhéjak (ehhez tehát összesen 18 elektron szükséges). A technéciumatom 7 db d-pályán tartózkodó elektront tartalmaz, ehhez hozzáadódik a karbonilligandumok 2*5 db elektronja. Mivel ebből összesen 17 elektron származik, ez pedig kedvezőtlen, ezért két technéciumatom összekapcsolódásával érhető el a héj telítettsége, így a komplex energiaminimuma.
Az ábrán látható szerves technéciumkomplexet szintén az orvostudományban hasznosítják.
Az orvostudományon kívül felhasználják még a vegyiparban katalizátorként. Néhány esetben, pl.izopropanol dehidrogénezése során hatékonyabb, mint arénium vagy apalládium.[16] A kálium-pertechnetát 55 ppm-nyi koncentrációban megakadályozza azacél korrózióját vízbe merítés esetén akár 250 °C-ig is.[17]
A hosszabb (61 nap) felezési idejű technécium-95m izotóp segítségével az állat- és növényvilágban a technécium mozgását tanulmányozzák, követik nyomon.[18]
A technéciumnak nincs természetes biológiai szerepe, és nem található meg az emberi testben.[10] Kémiai toxicitása csekély. Egy vizsgálatban, melynek során patkányokat több héten át akár 15 μg/g technécium-99 tartalmú táplálékkal etettek, nem tapasztaltak jelentős elváltozást a vérösszetételben, a test vagy szervek tömegében, valamint az étkezési szokásokban sem.[19]
A radiológiai toxicitás függ a szóban forgó vegyülettől, a felezési időtől és a sugárzás típusától.[20] Mindegyik izotópjával óvatosan kell bánni. A technécium-99 gyengebéta-sugárzó anyag, amelyet már a laboratóriumi üvegfal is elnyel. Az elsődleges kockázatot a technécium porának belélegzése okozza, amely jelentős mértékben járulhat hozzárák kialakulásához. A biztonságos munkához többnyire elegendő az elszívófülke, kesztyűsbox használata nem szükséges.[21]
↑ (1997) „Analysis of Naturally Produced Technetium and Plutonium in Geologic Materials”.Analytical Chemistry69 (9), 1692–9. o.DOI:10.1021/ac961159q.PMID21639292.
↑Desmet, G.; Myttenaere, C.; Commission of the European Communities. Radiation Protection Programme, France. Service d'études et de recherches sur l'environnement, United States. Dept. of Energy. Office of Health and Environmental Research.Technetium in the environment. Springer, 1986, 392–395. o. (1986. május 31.).ISBN 0-85334-421-3
Ez a szócikk részben vagy egészben aTechnetium című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
