テクネチウムは、原子番号 43、元素記号 Tc の遷移金属元素です。それは最も軽い放射性元素です。微量のテクネチウムは自然界に存在しますが、ラボでの合成によって発見された最初の人工元素でした。日常生活でテクネチウムに遭遇することはありませんが、アイソトープ テクネチウム-99 は核医学で使用されています。これは、テクネチウムの発見、情報源、用途など、テクネチウムに関する事実のコレクションです。
テクネチウム元素の事実
名前: テクネチウム
原子番号: 43
元素記号: Tc
原子量: [97]
外観: 光沢のある灰色の金属
グループ: グループ7
期間: ピリオド5
ブロック: dブロック
エレメント ファミリー: 遷移金属
電子配置: [Kr] 4d 5s
シェルあたりの電子数: 2、8、18、13、2
発見: エミリオ・セグレとカルロ・ペリエ (1937)
名前の由来: ギリシャのテクニコス :アートまたはテクネト :人工
発見の歴史
1828 年から 1908 年にかけて、多くの科学者が元素 4 の発見を主張しました。彼らは、ポリニウム、イルメニウム、ペロピウム、ダビウム、ルシウム、ニッポニウムなどの元素名を提案しました。 1925 年、ドイツの化学者ウォルター ノダック、オットー ベルク、アイダ タッケは、元素 43 の発見を報告し、マスリウムと名付けました。研究チームは、中性子を照射したコロンバイトのサンプルから、元素 43 に対応する X 線信号を取得しました。発見を複製できなかったため、グループは功績を認められませんでした。しかし、元素 43 は、この日付以降の出版物ではマズリウムと呼ばれることがありました。 Noddack、Berg、および Tacke が元素を発見したかどうかは、依然として議論の対象となっています.
発見の正式な功績は、シチリア島のパレルモ大学の Carlo Perrier と Emilio Segrè に与えられます。 1937 年、研究者はサイクロトロンの放射性モリブデン箔からテクネチウム 95m とテクネチウム 97 を分離しました。パレルモ大学は、パレルモのラテン名 Panormus にちなんで、この要素を「パノリウム」と名付けたいと考えました。 .しかし、ペリエとセグレは、ギリシャ語で「人工」を意味するテクネチウムという名前を選びました。これは、人工的に作られた最初の元素だったからです。
テクネチウム同位体
30 を超えるテクネチウム同位体があり、質量数は 85 から 118 の範囲です。最も安定な同位体は、テクネチウム 97 (半減期 421 万年)、テクネチウム 98 (半減期 420 万年)、およびテクネチウム - 99 (半減期 211,100 年)。ほとんどの同位体の半減期は 1 時間未満です。ベータ放出と電子捕獲は、最も一般的な減衰モードです。
多くのテクネチウム核同位体があり、1 つ以上の励起核子を持つ同位体です。最も安定しているのはテクネチウム 97m で、半減期は 91 日です。テクネチウム 99m の半減期は 6.01 時間で、ガンマ線を放出します。
生物学的役割と毒性
テクネチウムは、どの生物においても生物学的役割を果たしません。通常、人体には存在しません。元素の毒性は低いですが、放射能のために危険をもたらします。リスクの性質は、同位体によって異なります。テクネチウム 99 (最も一般的な同位体) は弱いベータ放射体であるため、その放射はガラス製品によって阻止されます。この同位体については、放射線が肺がんを引き起こす可能性があるため、吸入が最大のリスクをもたらします。通常、ヒューム フードを使用するだけでテクネチウムを安全に取り扱うことができます。
テクネチウム源
テクネチウムは地球の地殻では非常にまれな元素であり、約 0.003 ppt の存在量があります。地球が形成されたときに存在した原始テクネチウムは、その半減期のために今日まで生き残っていません。存在する少量は、鉱石中のウランの自然核分裂によるものです。テクネチウム星として知られる一部の赤色巨星は、元素が含まれていることを示す吸収線を示します。
したがって、テクネチウムは人工的に生成されます。ほとんどのテクネチウム 99 は、原子炉の使用済み核燃料棒に由来します。同位体は、ウラン 235 とプルトニウム 239 の核分裂に由来します。しかし、この方法で製造された要素の一部のみが回収され、使用されます。そのほとんどが放射性廃棄物になります。テクネチウムは、核分裂爆弾からの核降下物でも発生します。テクネチウムのその他の供給源には、モリブデン 99 の中性子活性化や粒子加速器でのモリブデン ターゲットへの衝撃などがあります。
核時代以前は、この元素は生物には見られませんでした。現在、魚やその他の水生生物に微量に発生しています。
テクネチウムの使用
テクネチウムの主な用途は核医学です。テクネチウム-99m (「m」は準安定異性体を示す) は、診断テストおよび画像化用の放射性トレーサーです。同位体であるテクネチウム 95m は半減期が長く、植物や動物における元素の環境移動の放射性トレーサーとして使用されています。
テクネチウム-99 は、国立標準技術研究所 (NIST) のベータ エミッター規格です。この同位体は、ナノスケールの核電池や光電子デバイスで使用される可能性があります。
テクネチウムは、レニウムやパラジウムと同様に触媒として機能しますが、その使用は放射能によって制限されます。スチールに少量のテクネチウムを添加すると、高温でも腐食から保護されます。ここでも、放射能がその有用性を制限しています。
テクネチウム化合物
テクネチウムは多くの化合物と複合体を形成します。最も一般的に生成される化合物の 1 つは、過テクネチウム酸ナトリウム (Na[TcO4 ])、[MoO4 から生成される ] 放射性崩壊。七酸化テクネチウム (Tc2 O7 ) は、分子金属酸化物のまれな例 (OsO
物理データ
密度 (室温): 11g/cm
融点: 2430 K (2157 °C、 3915 °F)
沸点: 4538 K (4265 °C、 7709 °F)
20ºC での状態: 個体
融合の熱: 33.29kJ/モル
気化熱: 585.2kJ/モル
モル熱容量: 24.27 J/(モル・K)
熱膨張: 7.1 µm/(m・K) (室温)
熱伝導率: 50.6W/(m・K)
電気抵抗: 200nΩ・m（20℃にて）
結晶構造: 六方最密 (hcp)
磁気注文: 常磁性
原子データ
原子半径: 経験的:午後 136 時
共有半径: 147±午後7時
電気陰性度: ポーリングスケール:1.9
第 1 イオン化エネルギー: 702kJ/モル
第 2 イオン化エネルギー: 1470kJ/モル
第 3 イオン化エネルギー: 2850kJ/モル
酸化状態: −3、−1、0、+1、+2、+3、+4 , +5, +6, +7
興味深いテクネチウムの事実
- テクネチウムが放射性であり、周期表でテクネチウムに近い他の元素が安定している理由の一部は、テクネチウム原子が奇数の陽子を持っているためです。奇数は、陽子が対になっていないままであることを意味し、原子核に正味のスピンを与えます。
- テクネチウムは 7.46 K 以下の温度では II 型超伝導体です。
- 1952 年に赤色巨星でテクネチウムが発見され、星が重元素を生成することが証明されました。
- テクネチウムは湿った空気で変色します。
- 粉状のテクネチウムは酸素中で燃焼します。
- テクネチウムの物理的性質は、レニウムとマンガンの中間です。
- テクネチウムには多くの酸化状態がありますが、+4、+5、+7 の酸化状態が最も一般的です。
- テクネチウムは遷移金属ですが、通常は陽イオンを形成しません。共有結合を形成する傾向があります。
- テクネチウムは王水、硝酸、硫酸には溶けますが、塩酸には溶けません。
参考文献
- エムズリー、ジョン (2001)。 "ウラン"。 自然の構成要素:要素の A から Z へのガイド .オックスフォード:オックスフォード大学出版局。 pp.476–482。 ISBN 978-0-19-850340-8.
- ジョンゲ; Pauwels、EK（1996）。 「欠けている元素、テクネチウム」。 European Journal of Nuclear Medicine . 23 (3):336–44. doi:10.1007/BF00837634
- ウェスト、ロバート (1984)。 化学および物理学の CRC ハンドブック .フロリダ州ボカ・ラトン：ケミカル・ラバー・カンパニー・パブリッシング。 ISBN 0-8493-0464-4.
- Zingales, R. (2005). 「マスリウムからトリナクリウムへ：エレメント43の問題を抱えた物語」. Journal of Chemical Education . 82 (2):221–227。 doi:10.1021/ed082p221
