შინაარსზე გადასვლა

ტექნეციუმი

მასალა ვიკიპედიიდან — თავისუფალი ენციკლოპედია
ტექნეციუმი
43Tc
97
4d5 5s2
ტექნეციუმი, 43Tc
ზოგადი თვისებები
მარტივი ნივთიერების ვიზუალური აღწერა მოვერცხლისფრო-რუხი ფერის კომპაქტური ლითონი
მასური რიცხვი [97]
ტექნეციუმი პერიოდულ სისტემაში
წყალბადი ჰელიუმი
ლითიუმი ბერილიუმი ბორი ნახშირბადი აზოტი ჟანგბადი ფთორი ნეონი
ნატრიუმი მაგნიუმი ალუმინი სილიციუმი ფოსფორი გოგირდი ქლორი არგონი
კალიუმი კალციუმი სკანდიუმი ტიტანი ვანადიუმი ქრომი მანგანუმი რკინა კობალტი ნიკელი სპილენძი თუთია გალიუმი გერმანიუმი დარიშხანი სელენი ბრომი კრიპტონი
რუბიდიუმი სტრონციუმი იტრიუმი ცირკონიუმი ნიობიუმი მოლიბდენი ტექნეციუმი რუთენიუმი როდიუმი პალადიუმი ვერცხლი კადმიუმი ინდიუმი კალა სტიბიუმი ტელური იოდი ქსენონი
ცეზიუმი ბარიუმი ლანთანი ცერიუმი პრაზეოდიმი ნეოდიმი პრომეთიუმი სამარიუმი ევროპიუმი გადოლინიუმი ტერბიუმი დისპროზიუმი ჰოლმიუმი ერბიუმი თულიუმი იტერბიუმი ლუტეციუმი ჰაფნიუმი ტანტალი ვოლფრამი რენიუმი ოსმიუმი ირიდიუმი პლატინა ოქრო ვერცხლისწყალი თალიუმი ტყვია ბისმუტი პოლონიუმი ასტატი რადონი
ფრანციუმი რადიუმი აქტინიუმი თორიუმი პროტაქტინიუმი ურანი (ელემენტი) ნეპტუნიუმი პლუტონიუმი ამერიციუმი კიურიუმი ბერკელიუმი კალიფორნიუმი აინშტაინიუმი ფერმიუმი მენდელევიუმი ნობელიუმი ლოურენსიუმი რეზერფორდიუმი დუბნიუმი სიბორგიუმი ბორიუმი ჰასიუმი მეიტნერიუმი დარმშტადტიუმი რენტგენიუმი კოპერნიციუმი ნიჰონიუმი ფლეროვიუმი მოსკოვიუმი ლივერმორიუმი ტენესინი ოგანესონი
Mn

Tc

Re
მოლიბდენიტექნეციუმირუთენიუმი
ატომური ნომერი (Z) 43
ჯგუფი 7
პერიოდი 5 პერიოდი
ბლოკი d-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია [Kr] 4d5 5s2
ელექტრონი გარსზე 2, 8, 18, 13, 2
ელემენტის ატომის სქემა
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში მყარი სხეული
დნობის
ტემპერატურა
2157 °C ​(2430 K, ​​3915 °F)
დუღილის
ტემპერატურა
4265 °C ​(4538 K, ​​7709 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.) 11 გ/სმ3
დნობის კუთ. სითბო 33.29 კჯ/მოლი
აორთქ. კუთ. სითბო 585.2 კჯ/მოლი
მოლური თბოტევადობა 24.27 ჯ/(მოლი·K)
ნაჯერი ორთქლის წნევა
P (პა) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T (K)-ზე 2727 2998 3324 3726 4234 4894
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი −3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7
ელექტროდული პოტენციალი
ელექტრო­უარყოფითობა პოლინგის სკალა: 1.9
იონიზაციის ენერგია
  • 1: 702 კჯ/მოლ
  • 2: 1470 კჯ/მოლ
  • 3: 2850 კჯ/მოლ
ატომის რადიუსი ემპირიული: 136 პმ
კოვალენტური რადიუსი (rcov) 147±7 პმ
იონური
რადიუსი
(rion)
(+7e)56 პმ
ვან-დერ-ვალსის რადიუსი 205 პმ

ტექნეციუმის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
ბუნებაში გვხვდება დაშლის შედეგად
მესრის სტრუქტურა მჭიდრო ჰექსაგონალური
ბგერის სიჩქარე 16 200 მ/წმ (20 °C)
თერმული გაფართოება 7.1 µმ/(მ·K) (25 °C)
ხვედრითი თბოტევადობა 50.6 /(K·მოლ)
მაგნეტიზმი პარამაგნეტიკი
მაგნიტური ამთვისებლობა +270.0×10−6 სმ3/მოლ
CAS ნომერი 7440-26-8
ისტორია
სახელწოდება მომდინარეობს ძვ. ბერძნ. τεχνητός [technētos] — „ხელოვნური“
იწინასწარმეტყველა დიმიტრი მენდელეევი (1871)
აღმომჩენი და პირველი მიმღებია ემილიო სერგე და კარლო პერიე (1937)
ტექნეციუმის მთავარი იზოტოპები
იზო­ტოპი გავრცე­ლება­დობა ნახევ.
დაშლა
(t1/2)
რადიო.
დაშლა
პრო­დუქტი
95mTc სინთ 61.96 დღ-ღ β+ 95Mo
IT 95Tc
96Tc სინთ 4.28 დღ-ღ ε 96Mo
γ
97Tc სინთ 4.21×106 წ ε 97Mo
97mTc სინთ 91.1 დღ-ღ IT 97Tc
ε ...
98Tc სინთ 4.2×106 წ β 98Ru
b+
99Tc კვალი 211.1×103 წ β 99Ru
99mTc სინთ 6.01 სთ IT 99Tc
β

ტექნეციუმი[1][2] (ლათ. Technetium < ძვ. ბერძნ. τεχνητός [technētos] — „ხელოვნური“; ქიმიური სიმბოლო — ), ეკა-მანგანუმიელემენტთა პერიოდული სისტემის მეხუთე პერიოდის, მეშვიდე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მეშვიდე ჯგუფის თანაური ქვეჯგუფის, VIIბ) რადიოაქტიური ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია — 43, ატომური მასა — 98.9062, tდნ — 2140°C, tდუღ — 4700°C, სიმკვრივე — 11.5 გ/სმ3, მოვერცხლისფრო-რუხი ფერის კომპაქტური ლითონი. ტექნეციუმს სტაბილური იზოტოპები არა აქვს. რადიოაქტიური იზოტოპებიდან პრაქტიკული მნიშვნელობისაა ორი: (T1/2=2.12·105 წ) და (T1/2=6.04 სთ). ელემენტის არსებობა იწინასწარმეტყველა დ. მენდელეევმა. 1937 წელს ტექნეციუმი აღმოაჩინეს იტალიელმა მეცნიერებმა ე. სეგრემ და კ. პერიემ მოლიბდენის ბირთვის დეიტრონებით დაბომბვისას.

ტექნეციუმი ნაწინასწარმეტყველები ჰქონდა მენდელეევს, რომელმაც პერიოდულ სისტემაში გამოტოვა ადგილი უცნობი ელემენტისათვის, და უწოდა ეკა-მანგანუმი პერიოდულობის კანონის საფუძველზე. 1846 წლიდან, როდესაც ელემენტი იქნა „აღმოჩენილი“ სახელწოდებით ილმენიუმი, პერიოდულად შეცდომით ხდებოდა 43-ე ელემენტის „აღმოჩენა“ (როგორც ლუციუმი, ნიპონიუმი). თუმცა ბირთვული ფიზიკის განვითარებასთან ერთად ნათელი გახდა, თუ რატომ ვერ იქნა ბუნებაში ტექნიციუმი აღმოჩენილი: მატაუხი-შჩუკარევის აკრძალვის წესის შესაბამისად ამ ელემენტს არ გააჩნია სტაბილური იზოტოპები. ტექნიციუმი (ტექნეციუმ-37 იზოტოპი) სუფთა სახით გამოყოფილი იქნა 1937 წლის 13 ივლისს კ. პერიეს და ემილიო ჯინო სეგრეს მიერ, და გახდა პირველად ხელოვნურად მიღებული ელემენტი, საიდანაც წარმოდგა მისი სახელი ტექნიკური ანუ ხელოვნური.

სახელწოდების წარმომავლობა

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

სახელწოდება მოდის ძვ. ბერძნ. τεχνητός — ხელოვნური.

დედამიწაზე ტექნეციუმი გვხვდება ურანთან ერთად ძალიან მცირე კვალის სახით - რაოდენობით, 5×10−10 გრ - 1 კგ ურანზე. სპექტროსკოპიის მეთოდებით აღმოჩენილია ანდროიდისა და ვეშაპის თანავარსკვლავედის ზოგიერთი ვარსკვლავის სპექტრში.

ტექნეციუმს იღებენ რადიოაქტიური ნარჩენებისაგან ქიმიური მეთოდით.

ამას გარდა, ტექნეციუმი წარმოიქმნება 232Th, 233U, 238U, 239Pu ნუკლიდების გაყოფისას და წელიწადის განმავლობაში რეაქტორებში შეიძლება კილოგრამობით დაგროვდეს.

ფიზიკური და ქიმიური თვისებები

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ფიზიკური თვისებები

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ტექნეციუმი — რადიოაქტიური გარდამავალი ლითონია, რომელიც მოვერცხლისფრო-რუხი ფერისაა და აქვს ჰექსაგონალური კრისტალური მესერი (a = 2,737 Å; с = 4,391 Å); თხელ ფენებში მას გააჩნია წახნაგცენტრირებული ფორმა. ის გარეგნულად ჰგავს პლატინას და იგი ჩვეულებრივ მიიღება მონაცისფრო ფხვნილის სახით. ატომური ტექნეციუმისათვის დამახასიათებელია გამოსხივების ზოლები შემდეგ ტალღის სიგრძეზე: 363.3 ნმ, 403.1 ნმ, 426.2 ნმ, 429.7 ნმ და 485.3 ნმ.

მისი მეტალური ფორმა (სუსტად) პარამაგნიტურია. სუფთა ლითონური ტექნეციუმის მონოკრისტალი ხდება ზეგამტარი 7.46 K ტემპერატურაზე დაბლა. ტექნეციუმის სიმკვრივე r = 11.480გ/სმ3, Tლღ = 2200 °C, Tდუღ = 4600 °C.

ქიმიური თვისებებით ტექნეციუმი ახლოსაა მანგანუმთან და რენიუმთან, რომელთაგან ტექნეციუმი უფრო ემსგავსება რენიუმს, განსაკუთრებით მისი ქიმიური ინერტულობით და ტენდენციით, წარმოქმნას კოვალენტური ბმები. მანგანუმისაგა განსხვავებით, ტექნეციუმი ადვილად არ წარმოქმნის კათიონს. ნაერთებში ავლენს −1-დან +7-მდე ჟანგვის ხარისხს. ჟანგბადთან ურთიერთქმედებისას წარმოქმნის ოქსიდებს Tc2O7 და TcO2, ქლორთან და ფთორთან — ჰალოგენიდებს TcX6, TcX5, TcX4, გოგირდთან — სულფიდებს Tc2S7 და TcS2. ტექნეციუმი შედის საკოორდინაციო და ელემენტოორგანული ნაერთების შემადგენლობაში. ლითონების რიგში ტექნეციუმი დგას წყალბადის მარჯვნივ, არ რეაგირებს მარილმჟავასთან, მაგრამ ადვილად იხსნება გოგირდმჟავაში და აზოტმჟავაში და სამეფო წყალში.

ჰიდრიდები და ოქსიდები

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]
ტექნეციუმის ჰიდრიდი

ტექნეციუმის ურთიერთქმედებით წყალბადთან, წარმოიქმნება უარყოფითად დამუხტული ჰიდრიდ იონი [TcH9]−2−, რომელსაც გააჩნია [ReH9]−2-ის მსგავსი კრისტალური სტრუქტურა, იგი წარმოადგენს ტრიგონალურ პრიზმს, რომლის ცენტრშიც მოთავსებულია ტექნეციუმის ატომი და კუთხეებში კი - ექვსი წყალბადის ატომი, დანარჩენი სამი წყალბადი წარმოქმნის სამკუთხედს, რომელიც კვეთს პრიზმას მის ცენტრში. ამ კონპლექსის კოორდინაციული რიცხვია 9 (იგულისხმება, რომ ტექნეციუმის ატომს აქვს ცხრა მეზობელი), რომელიც წარმოადგენს უმაღლესს ტექნეციუმის კომპლექსისათვის. კომპლექსში ორი წყალბადის ატომი შეიძლება ჩაინაცვლოს ნატრიუმის (Na+) ან კალიუმის (K+) იონებით.

ტექნეციუმის ლითონური ფორმა ჰაერზე მსუბუქად შავდება. მისი ფხვნილისებრი ფორმა იწვის ჟანგბადში. ცნობილია მისი ორი ოქსიდი: TcO2 და Tc2O7. დაჟანგვის პირობებში, როდესაც ატომები კარგავს ელექტრონებს, მიიღება ტექნეციუმ(VII), ტექნეცატ იონის -TcO−4 სახით.

400 – 450 °C ტემპერატურაზე ტექნეციუმის ოქსიდები წარმოქმნიან მკრთალ-ყვითელ ჰეპტოქსიდს.

4 Tc + 7 O2 → 2 Tc2O7

სადაც Tc-O ბმის სიგრძეა 167 -184 პიკომეტრი, ხოლო O-Tc-O კუთხე შეადგენს 180°.

ტექნეციუმ ჰეპტოქსიდი წარმოადგენს ნატრიუმის პერტექნეტატის პრეკურსორს.

Tc2O7 + 2 NaOH → 2 NaTcO2 + H2O

შავი ფერის ტექნეციუმის დიოქსიდი (TcO2) შეიძლება მივიღოთ ჰეპტოქსიდის ტექნეციუმით ან წყალბადით აღდგენით.

პერტექნიტ მჟავა (HTcO4) მიიღება Tc2O7-ის ურთიერტქმედებით წყალთან ან დამჟანგველ მჟავებთან, მაგალითად, აზოტმჟავასთან, გოგირდმჟავასთან, სამეფო წყალთან აზოტმჟავისა და ქლორწყალბადმჟავის ნარევთან. შედეგად მიიღება მუქი წითელი, ჰიგროსკოპული (წყალმშთანთქმელი) ნივთიერება, რომელიც წარმოადგენს მჟავას და ადვილად იძლევა პროტონებს.

დარჩენილი პერტექნატ იონი TcO4− წარმოადგენს ტეტრაედრს, რომლის ცენტრში არის ტექნეციუმის ატომი, ხოლო კუთხეებში კი ჟანგბადის ატომი. განსხვავებით პერმანგანატისაგან (MnO4−), იგი წარმოადგენს სუსტ დამჟანგველ აგენტს.

პერტექნატი ხშირად გამოიყენება წყალში ხსნადი Tc-ის იზოტოპების, როგორიცაა 99 მეტა Tc და აგრეთვე კატალიზატორის მისაღებად.

სულფიდები, სელენიდები, ტელურიდები

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ტექნეციუმი წარმოქმნის მრავალ სულფიდს. TcS2 მიიღება ტექნეციუმის პირდაპირი ურთიერთქმედებით გოგირდტან, ხოლო Tc2S7 წარმოიქმნება პერტექნიკმჟავისაგან

2 HTcO4 + 7 H2S → Tc2S7 + 8 H2O

ამ რეაქციაში ტექნეციუმი არ აღდგება, როგორც ეს ხდება მანგანუმთან მსგავს რეაქციაში. გაცხელებით ტექნეციუმ ჰეპტასულფიდი იშლება დისულფიდად და ელემენტარულ გოგირდად.

Tc2S7 → 2 TcS2 + 3 S

ანალოგიური რეაქცია გვხვდება სელენთან და ტელურთან.

კლასტერები და ორგანული კომპლექსები

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]
Tc6 და Tc8 ტექნეციუმის კლასტერები
ტეცნეციუმის კარბონილი
ტექნეციუმის ორგანული კომპლეხსი

ცნობილია ტექნეციუმის რამდენიმე სახის დაჯგუფება Tc4, Tc6, Tc8 და Tc13. ყველაზე სტაბილურია Tc6 და Tc8 დაჯგუფებები, რომელთაც აქვთ პრიზმის ფორმა, სადაც ტექნეციუმის ატომების ვერტიკალური წყვილი დაკავშირებულია სამმაგი ბმით და პლანარული ატომები კი ერთმაგი ბმით. თითოეული Tc ატომი წარმოქმნის ექვს ბმას, ხოლო დარჩენილი სავალენტო ელექტრონები გაჯერებულია ერთი აქსიალური და ორი ხიდური ლიგანდის ჰალოგენატომებით, როგორიცაა ქლორი ან ბრომი.

ტექნეციუმი წარმოქმნის მრავალ ორგანულ კომპლექსს, რომლებიც კარგადაა შესწავლილი, რადგანაც მათ დიდი მნიშვნელობა აქვთ ბირთვულ მედიცინაში. ტექნეციუმის კარბონილი (Tc2(CO)10) წარმოადგენს თეთრ, მყარ ნაერთს. მის მოლეკულაში ტექნეციუმის ორი ატომი სუსტადაა დაკავშირებული ერთმანეთთან, ხოლო თითოეული ატომი გარშემორტყმულია ოქტაედრულად. ხუთი კარბონილის ლიგანდით. ტექნეციუმის ატომებს შორის ბმის სიგრძე შეადგენს 303 პიკომეტრს. ორი მეტალური ტექნეციუმის ატომებს მსგავს კარბონილებს წარმოქმნის მანგანუმი და რენიუმი.

ტექნეციუმის კომპლექსები ორგანული ლიგანდებით ჩვეულებრივ გამოიყენებიან ბირთვულ მედიცინაში. იგი შეიცავს უნიკალურ Tc-O ფუნქციურ ჯგუფს, რომელიც ორიენტირებულია მოლეკულის სიბრტყისა, სადაც შეიძლება ჟანგბადის ატომი ჩანაცვლდეს აზოტის ატომით.

ტექნეციუმის ზოგი იზოტოპის რადიოაქტიური თვისებები [3]:

მასური რიცხვი ნახევარდაშლის პერიოდი დაშლის ტიპი
92 4,3 წთ β+, ელექტრონული მიტაცება (ბეტა დაშლა)
93 43,5 წთ ელექტრონული მიტაცება (18 %), იზომერული გადასვლა (82 %)
93 2,7 სთ ელექტრონული მიტაცება (85 %), β+ (15 %)
94 52,5 წთ ელექტრონული მიტაცება (21 %), იზომერული გადასვლა (24 %), β+ (55 %)
94 4,9 სთ β+ (7 %), ელექტრონული მიტაცება (93 %)
95 60 დღეღამე ელექტრონული მიტაცება, იზომერული გადასვლა (4 %), β+
95 20 სთ ელექტრონული მიტაცება
96 52 წთ იზომერული გადასვლა
96 4,3 დღე-ღამე ელექტრონული მიტაცება
97 90,5 დღეღამე ელექტრონული მიტაცება
97 2,6×106 წელი ელექტრონული მიტაცება
98 1,5×106 წელი β
99 6,04 სთ იზომერული გადასვლა
99 2,12×106 წელი β
100 15,8 წმ β
101 14,3 წთ β
102 4,5 წთ / 5 წმ β / γ/β
103 50 წმ β
104 18 წთ β
105 7,8 წთ β
106 37 წმ β
107 29 წმ β

ტექნეციუმი გამოიყენება მედიცინაში კუჭ-ნაწლავის კონტრასტული სკანირებისათვის.

პერტექნეტატებს (ტექნეციუმის მჟავის HTcO4 მარილი) აქვთ ანტოკოროზიული თვისებები, რადგანაც TcO4 იონი, MnO4 და ReO4 იონებთან განსხვავებით, წარმოადგენს ყველაზე ეფექტურ კოროზიის ინგიბიტორს რკინისათვის და ფოლადისათვის.

ქიმიური თვალსაზრისით ტექნეციუმი და მისი ნაერთები ნაკლებად ტოქსიკურები არიან. ტექნეციუმის საშიშია მისი რადიოაქტიურობის გამო.

ტექნეციუმი ორგანიქმში მოხვედრისას ხვდება თითქმის ყველა ორგანოში, მაგრამ ძირითადად კუჭსა და ფარისებრ ჯირკვლებში. ორგანოების დაზიანებას იწვევს მისი β-გამოსხივება, რომლის დოზებია 0,1 რ/(სთ·მგ).

ტექნეციუმთან მუშაობისას გამოიყენება გამწოვი კარადები დამცავებით მისი β-გამოსხივებისაგან ან ჰერმეტული ბოქსები.

რესურსები ინტერნეტში

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]