iso:isotopo NA: abbondanza in natura TD:tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento
Iltecnezio è l'elemento chimico dinumero atomico 43 e il suo simbolo èTc. È un elementogrigio argenteo,radioattivo,metallo di transizione delquinto periodo, molto raro in natura; il tecnezio è uno dei prodotti difissione nucleare naturale ed artificiale dell'uranio e si usa inmedicina nucleare per ottenere immagini scintigrafiche e tomografiche di numerosi compartimenti corporei (99mTc) e come protezione contro la corrosione (99gTc). Le sue proprietà chimiche sono intermedie fra quelle delrenio e delmanganese, anche se le differenze di comportamento fra tecnezio e manganese sono più spiccate che fra tecnezio e renio.
La parola tecnezio deriva dalgrecoτεχνητός (technetós), "artificiale".[4] Deve il suo nome al fatto di essere stato prodotto artificialmente nei reattori nucleari, poiché non era noto essere presente sullaTerra. Nella tabella periodica di Mendeleev occupava un posto mancante sotto il manganese e lui pertanto lo chiamò provvisoriamente eka-manganese,[5] dove «eka» in sanscrito vuol dire "uno".[6] Fu il primo elemento ad essere prodotto artificialmente ad opera diCarlo Perrier eEmilio Segrè,[7][8][9] e il primo e unico elemento della tavola periodica scoperto in Italia.
Il tecnezio è un metallo grigio-argenteo che si opacizza lentamente quando è esposto all'aria umida. La struttura cristallina del metallo puro sfuso èesagonale e compatta, mentre le strutture cristalline del metallo puro nanodisperso sonocubiche.[10] Il tecnezio nanodisperso non ha uno spettro NMR diviso, mentre il tecnezio sfuso esagonale ha lo spettro Tc-99-NMR suddiviso in 9 satelliti In ambienteossidante il tecnezio(VII) esiste sotto forma dianionepertecnetato, TcO−4 (tetraossotecnetato(1-) secondoIUPAC). Il comportamento chimico del tecnezio è simile a quello delrenio, mentre differisce apprezzabilmente da quello delmanganese. Il tecnezio metallico si dissolve inacqua regia, inacido nitrico ed inacido solforico concentrato, ma non è solubile inacido cloridrico. Quando reagisce con l'idrogeno ad alta pressione, forma l'idruro TcH1.3[11] mentre reagendo con il carbonio forma un carburo a basso contenuto di carnon[12]. Il tecnezio è un ottimo inibitore dellacorrosione per gliacciai ed è un eccellentesuperconduttore atemperature inferiori agli11 K. È un elemento radioattivoβ emettitore che si ricava dai prodotti di fissione dell'uranio dei reattori nucleari dove costituisce il 6% del totale (yield di fissione cumulativo dell'isobara 99). Date le sue rarità e radioattività non ha praticamente uso come metallo. È un elemento particolare perché non ha isotopi stabili ed è pertanto molto raro. I suoistati di ossidazione più frequenti sono +4, +5, +6 e +7[1], anche se sono stati caratterizzati composti con tutti i numeri di ossidazione possibili da −1 a +7. È il più leggero elemento sulla Terra privo di isotopi stabili.
Il tecnezio è uno dei più efficaci protettori dallaruggine ed è inoltre una preziosa fonte diraggi beta. L'ammonio pertecnetato (NH4TcO4) è unsale espressamente usato per proteggere l'acciaio dallacorrosione. 5 ppm diKTcO4 nell'acqua distillata proteggono dalla corrosione le superfici di acciaio al carbonio a temperature fino a250 °C. L'uso di queste sostanze è però limitato a circuiti chiusi, data laradioattività del tecnezio. Tra gli altri usi:
Per molti anni era rimasta una lacuna nellatavola periodica al posto dell'elemento numero 43.Dmitrij Mendeleev predisse che l'elemento mancante avrebbe dovuto essere chimicamente simile almanganese e lo battezzò pertantoekamanganese. Nel1925Walter Noddack eIda Tacke, gli scopritori delrenio, annunciarono la scoperta dell'elemento 43 chiamandolomasurio (dallaMasuria, una regione della Prussia Orientale, oggi polacca), ma il loro annuncio non fu mai confermato ed oggi è comunemente ritenuto erroneo, benché alcuni ricercatori abbiano contestato questa conclusione.
Nel 1952 il tecnezio fu identificato dall'astronomo statunitensePaul Merrill nello spettro di emissione di alcune stellegiganti rosse, corroborando così la teoria che queste stelle producano elementi pesanti. Ne sono stati anche rinvenuti modesti quantitativi nelle miniere diuranio, soprattutto in quelle dove sono avvenuti fenomeni difissione nucleare naturale, come nelreattore nucleare naturale di Oklo.
Una volta che è stato possibile ottenerne quantità macroscopiche sufficienti a studiarne le proprietà fisiche e chimiche, si è scoperto che il tecnezio si trova anche in altre parti dell'universo. Alcunestellegiganti rosse (ditipo S, M e N) contengono una linea di emissione nel lorospettro elettromagnetico che indica la presenza di tecnezio. La sua presenza nelle giganti rosse ha portato a rivedere le teorie relative alla nucleosintesi di elementi pesanti nelle stelle.
Sin dalla sua scoperta molte sono state le ricerche per trovare il tecnezio nei materiali naturali. Nel1962 il99Tc è stato individuato da B. T. Kenna e P. K. Kuroda in piccolissime quantità in unapechblendaafricana come prodotto dellafissione spontanea di238U.
Il99Tc è un sottoprodotto dellafissione nucleare dell'uranio neireattori nucleari. Viene ottenuto isolandolo dalle scorie radioattive dei reattori mediante cromatografia di scambio ionico.
Il tecnezio è uno dei due soli elementi nei primi 82 a non avereisotopi stabili, l'altro è ilpromezio. Iradioisotopi più stabili sono98Tc, con un'emivita di 4,2 milioni di anni,97Tc (2,6 milioni di anni) e99gTc (211 100 anni).
Ne sono stati individuati altri 22 isotopi, il cuinumero di massa varia da 98 del98Tc a 113 del113Tc. La maggior parte di essi ha un tempo di dimezzamento inferiore ad un'ora, eccetto93Tc (2,75 ore),94Tc (293 minuti),95Tc (20 ore) e96Tc (4,28 giorni). Vi sono anche diversistati metastabili, di cui97mTc è il più stabile con un'emivita di 90,1 giorni (0,097 MeV), seguito da95mTc (emivita: 61 giorni, 0,038 MeV) e da99mTc (emivita: 6,01 ore, 0,141 MeV).
È rarissimo imbattersi casualmente in composti del tecnezio ed è praticamente impossibile trovarne in natura in concentrazioni significative. Tuttavia, essendo un prodotto di fissione spontanea dell'uranio, il tecnezio-99g è presente in natura in tutti i minerali uraniferi. Il99gTc è un contaminante radioattivo e deve essere sempre maneggiato in un box sigillato dotato di guanti manipolatori in opportuni laboratori diradiochimica. Tutti i nuclidi del tecnezio sono radioattivi. Questo elemento non ha alcun ruolo provato in biologia, tuttavia il radionuclide a breveemivita99mTc viene ampiamente impiegato in medicina nucleare per marcare numerosi farmaci con diversa cinetica e diversa dinamica metabolica. La versatilità del99mTc ne permette dunque l'impiego per lo studio di diversi organi e apparati. Per esempio nel Nord America, dove vengono compiute circa 35 milioni di indaginiscintigrafiche di medicina nucleare ogni anno su un bacino d'utenza di 300 milioni di abitanti, il 50% fra queste è eseguito con questo radionuclide. Percentuali analoghe si hanno in Europa, Giappone e in tutti i Paesi tecnologicamente avanzati.[senza fonte]
^come aveva fatto, ad esempio, per eka-boro (Sc), eka-alluminio (Ga) e eka-silicio (Ge).
^(EN) Frederik A. A. de Jonge e Ernest K. J. Pauwels,Technetium, the missing element, inEuropean Journal of Nuclear Medicine, vol. 23, n. 3, 1º marzo 1996, pp. 336-344,DOI:10.1007/BF00837634.URL consultato il 28 marzo 2024.
^ Kit Chapman,The first synthetic element, inNature, 28 gennaio 2019,ISSN 1476-4687 (WC ·ACNP).
«When Mendeleev proposed his periodic table in 1869, element 43 was unknown. In 1937, it became the first element to be discovered by synthesis in a laboratory — paving the way to the atomic age.»
^ David L. Heiserman,Exploring chemical elements and their compounds, 1. ed., 2. print, Tab Books, 1992, p. 164,ISBN978-0-8306-3018-9.
^Il primo elemento ottenuto per sintesi fu il tecnezio, nel 1936. Questo elemento, pur avendo un numero atomico basso (43), non possiede isotopi stabili e per questo motivo non era stato mai osservato in natura. Tuttavia non si può parlare di vero e proprio elemento sintetico dato che in seguito furono scoperte in natura tracce dell'isotopo98Tc come prodotto della fissione spontanea dell'uranio-238 o cattura di un neutrone da parte del molibdeno.
