Технеций как химический элемент¶

Технеций — химический элемент с атомным номером 43, расположенный в седьмой группе (побочной подгруппе) пятого периода периодической системы. Относится к группе переходных металлов. Обозначается символом Tc. Все изотопы технеция радиоактивны, что делает его единственным элементом с порядковым номером менее 83, не имеющим стабильных изотопов. Простое вещество технеций — серебристо-серый металл.

¶История открытия

Существование элемента с номером 43 предсказывал ещё Д. И. Менделеев, назвавший его экамарганцем. На протяжении почти столетия попытки выделить элемент из природных минералов не давали результата. В 1925 году немецкие химики В. Ноддак, И. Такке и О. Берг заявили об открытии элемента, назвав его мазурием, однако результат не подтвердился.

Первый достоверный синтез осуществили в 1937 году итальянские учёные Эмилио Сегре и Карло Перье, облучив молибденовую пластину дейтронами на циклотроне в Беркли. Полученный элемент назвали технецием (от греч. «технетос» — искусственный). Позднее Сегре и By Цзяньсюн обнаружили технеций среди продуктов деления урана.

¶Физические и химические свойства

По химическим свойствам технеций близок к рению и марганцу, занимая промежуточное положение. В соединениях проявляет степени окисления от +1 до +7, наиболее устойчивы +7 и +4. Образует оксиды, кислоты (например, технециевую кислоту HtcO₄), галогениды и комплексные соединения. Металлический технеций медленно окисляется на воздухе, растворяется в азотной и серной кислотах.

¶Изотопы

Известно около 40 изотопов технеция с массовыми числами от 85 до 118. Наиболее долгоживущие — технеций-98 (период полураспада около 4,2 млн лет) и технеций-97. Практическое значение имеют технеций-99 (T½ ≈ 6 часов) и его изомер технеций-99m (T½ ≈ 6 часов), широко применяемый в ядерной медицине. Изомер 99m распадается с испусканием гамма-квантов, что позволяет использовать его как радиофармпрепарат.

¶Нахождение в природе

В земной коре технеций присутствует лишь в ничтожных количествах — как продукт спонтанного деления урана и в виде следов в урановых рудах. Оценки содержания в коре дают порядка 10⁻¹⁰ %. В спектрах некоторых звёзд (в частности, красных гигантов) обнаружены линии технеция, что служит доказательством протекающих в них ядерных реакций.

¶Получение

Основной источник технеция — продукты деления урана-235 в ядерных реакторах: на 1 кг осколков приходится около 6 г технеция-99. Элемент выделяют из отработанного ядерного топлива методами экстракции и ионного обмена. В меньших масштабах его получают облучением молибдена.

¶Применение

• Ядерная медицина: препараты на основе технеция-99m применяются для диагностики (сцинтиграфия костей, щитовидной железы, сердца, почек).
• Научные исследования: технеций используют как индикатор при изучении коррозии и биологических процессов.
• Материаловедение: добавки технеция повышают коррозионную стойкость сталей.
• Источники излучения: применяются в портативных устройствах и эталонах.

¶Биологическое действие и безопасность

Технеций радиоактивен и требует соблюдения мер радиационной защиты. В организм попадает преимущественно через дыхательные пути и желудочно-кишечный тракт, накапливается в щитовидной железе и почках. Период биологического полувыведения относительно невелик. Работа с элементом регламентируется нормами радиационной безопасности.