Tecnecio

tecnecio
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43 Minnesota ↑ Tc ↓ Re 43 Tc
Apariencia de una sustancia simple.
Muestras de tecnecio elemental
Propiedades del átomo
Nombre, símbolo, número	Tecnecio / Tecnecio (Tc), 43
Grupo , período , bloque	7 (obsoleto 7), 5, elemento d
Masa atómica ( masa molar )	97.9072  a. m.e.  ( g / mol )
Configuración electrónica	[Kr] 4d 5 5s 2
Radio del átomo	136 horas
Propiedades químicas
radio covalente	127  p. m.
Radio de iones	(+7e)56  h
Electronegatividad	1.9 (escala de Pauling)
Potencial de electrodo	0
Estados de oxidación	−1, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7
Energía de ionización (primer electrón)	702,2 (7,28)  kJ / mol  ( eV )
Propiedades termodinámicas de una sustancia simple.
Densidad (en n.a. )	11,5 [1]  g/cm³
Temperatura de fusión	2430K (2157°C, 3915°F) [1]
Temperatura de ebullición	4538K (4265°C (7709°F) [1]
Oud. calor de fusión	23,8 kJ/mol
Oud. calor de evaporacion	585 kJ/mol
Capacidad calorífica molar	24 J/(K mol)
Volumen molar	8,5  cm³ / mol
La red cristalina de una sustancia simple.
Estructura de celosía	Hexagonal
Parámetros de celosía	a=2,737 c=4,391  Å
relación c / a	1.602
Debye temperatura	453K  _
Otras características
Conductividad térmica	(300 K) 50,6 W/(m·K)
número CAS	7440-26-8

El tecnecio ( símbolo químico  - Tc , del lat.  tecnecio ) es un elemento químico del 7º grupo (según la clasificación obsoleta  - un subgrupo lateral del séptimo grupo, VIIB), el quinto período del sistema periódico de elementos químicos de D. I. Mendeleev , con número atómico 43.

La sustancia simple tecnecio  es un metal de transición radiactivo de color gris plateado . El elemento más ligero sin isótopos estables . [2] [3] El primero de los elementos químicos sintetizados .

Solo alrededor de 18,000 toneladas de tecnecio natural podrían haberse encontrado en un momento dado en la corteza terrestre antes del inicio de la era nuclear. El tecnecio natural es un producto de fisión espontánea del mineral de uranio y del mineral de torio, o un producto de la captura de neutrones en los minerales de molibdeno. El isótopo natural más común es el 99 Tc. El resto del tecnecio de la Tierra se produce sintéticamente como producto de fisión del uranio-235 y otros núcleos fisionables en reactores nucleares de todo tipo (energéticos, militares, de investigación, de propulsión, etc.) y, en el caso del procesamiento de combustible nuclear gastado , se extrae de las barras de combustible nuclear. O, en ausencia de procesamiento, proporciona su radiactividad residual durante 2 millones de años o más.

Historia

Encontrar el elemento 43

Desde la década de 1860 hasta 1871, las primeras formas de la tabla periódica propuesta por Dmitri Mendeleev contenían una brecha entre el molibdeno (elemento 42) y el rutenio (elemento 44). En 1871, Mendeleev predijo que este elemento faltante llenaría un espacio vacío debajo del manganeso y tendría propiedades químicas similares. Mendeleev le dio el nombre preliminar de "ecamarganeso" porque el elemento predicho estaba un lugar por debajo del elemento manganeso conocido [4] . Muchos de los primeros investigadores, antes y después de la publicación de la tabla periódica, buscaron ser los primeros en descubrir y nombrar el elemento faltante.

Los químicos alemanes Walter Noddack , Otto Berg e Ida Takke informaron del descubrimiento de los elementos 75 y 43 en 1925 y nombraron al elemento 43 Masurium (después de Masuria en Prusia Oriental, ahora en Polonia, la región donde nació la familia de Walter Noddack) [5] . El equipo bombardeó columbita con un haz de electrones y determinó la presencia del elemento 43 mediante el estudio de espectrogramas de emisión de rayos X [6] . La longitud de onda de los rayos X emitidos está relacionada con el número atómico mediante una fórmula derivada por Henry Moseley en 1913. El equipo afirmó haber detectado una débil señal de rayos X en la longitud de onda producida por el elemento 43. Los experimentadores posteriores no pudieron repetir el descubrimiento, y durante muchos años fue descartado como erróneo [7] [8] . Sin embargo, en 1933, en una serie de artículos sobre el descubrimiento del elemento 43, el elemento se denominó masurium [9] . Aún se debate si el equipo de Noddack descubrió el elemento 43 en 1925 [10] .

Con el desarrollo de la física nuclear , quedó claro por qué el tecnecio no se encuentra en la naturaleza: de acuerdo con la regla de Mattauch-Shchukarev, este elemento no tiene isótopos estables. El tecnecio se sintetizó a partir de un blanco de molibdeno irradiado en el acelerador -ciclotrón con núcleos de deuterio en el Laboratorio Nacional. Lawrence en Berkeley en los Estados Unidos , y luego fue descubierto en Palermo en Italia : el 13 de junio de 1937, se fecha una nota de los investigadores italianos C. Perrier y E. Segre en la revista Nature , que indica que este objetivo contiene un elemento con número atómico 43 [11] . El nombre "tecnecio" para el nuevo elemento fue propuesto por los descubridores en 1947 [12] [13] . Hasta 1947, además del nombre " eka-manganeso " propuesto por D. I. Mendeleev (es decir, "similar al manganeso"), también se utilizó el nombre " masurium " (lat. Masurium, designación - Ma) [14] .

En 1952, Paul Merrill descubrió un conjunto de líneas de absorción (403,1 nm , 423,8 nm, 426,2 nm y 429,7 nm) correspondientes al tecnecio (más precisamente, el isótopo 98 Tc [15] ) en los espectros de algunas estrellas tipo S , en particular, chi Cygnus , AA Cygnus , R Andromeda , R Hydra , omicron Ceti y líneas especialmente intensas - en la estrella R Gemini [16] , esto significaba que el tecnecio está presente en sus atmósferas , y era una prueba de lo que está sucediendo en el estrellas de síntesis nuclear [17] , ahora tales estrellas se llaman estrellas de tecnecio .

Origen del nombre

De otro griego. τεχνητός  - artificial, que refleja el descubrimiento pionero de un elemento a través de la síntesis.

Estar en la naturaleza

En la Tierra, se encuentra en pequeñas cantidades en minerales de uranio , 5⋅10 −10 g por 1 kg de uranio, como producto de la fisión espontánea de uranio-238.

Los métodos de espectroscopia han revelado el contenido de tecnecio en los espectros de algunas estrellas: gigantes rojas ( estrellas de tecnecio ).

Propiedades físicas y químicas

La configuración electrónica completa del átomo de tecnecio es: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 5 5s 2

El tecnecio es un metal de transición radiactivo . En su forma compacta, es un metal gris plateado con una red hexagonal ( a = 2,737 Å, c = 4,391 Å), mientras que el metal nanodisperso se formó durante la reducción sobre un soporte altamente disperso [18] o durante la deposición electrolítica sobre la lámina . superficie tiene una red cúbica [ 19] (a = 3.7 – 3.9 Å) [1] . En el espectro Tc-99 NMR del tecnecio nanodisperso, no hay división de banda de absorción, mientras que el tecnecio hexagonal a granel tiene un espectro Tc-99-NMR dividido en 9 satélites [2] . El tecnecio atómico tiene líneas de emisión características en longitudes de onda de 363,3 nm, 403,1 nm, 426,2 nm, 429,7 nm y 485,3 nm [20] . En términos de propiedades químicas, el tecnecio está cerca del manganeso y el renio , en los compuestos exhibe nueve estados de oxidación enteros de -1 a +7 y 5 fraccionarios (como 2.5 [3] , 1.81, 1.67, 1.625, 1.5 [4] ), que son característicos de los compuestos de racimo de tecnecio (con un sistema socializado de átomos metal-metal, conectados, sin embargo, con otros ligandos. Al interactuar con el oxígeno , forma óxidos Tc 2 O 7 y TcO 2 , con cloro y flúor  - los haluros TcX 6 , TcX 5 , TcX 4 , con azufre  son sulfuros TcS 2 y [Tc 3 (μ3-S)(μ2-S 2 ) 3 (S 2 )(3n −1)/n) ] n Tc 2 S 7 no existe en su forma pura. El tecnecio es un componente de los compuestos de coordinación y organoelementos . En una serie de tensiones, el tecnecio se encuentra a la derecha del hidrógeno , entre el cobre y el rutenio [6] . No reacciona con el ácido clorhídrico, pero se disuelve fácilmente en los ácidos nítrico y sulfúrico .

Conseguir

El tecnecio se obtiene a partir de residuos radiactivos por un método químico; para su aislamiento se utilizan procesos químicos con muchas operaciones laboriosas, gran cantidad de reactivos y residuos. En Rusia, el primer tecnecio se obtuvo en los trabajos de Anna Fedorovna Kuzina junto con los trabajadores de la Asociación de Producción Mayak [21] . Las principales tendencias en el manejo del tecnecio se dan en [7] p.26.

Además del uranio-235 , se forma tecnecio durante la fisión de los nucleidos 232 Th , 233 U , 238 U , 239 Pu . La acumulación total en todos los reactores que funcionan en la Tierra durante un año es de más de 10 toneladas [22] .

Isótopos

Propiedades radiactivas de algunos isótopos de tecnecio [23] :

Aplicación

Es ampliamente utilizado en medicina nuclear para estudiar el cerebro, el corazón, la glándula tiroides, los pulmones, el hígado, la vesícula biliar, los riñones, los huesos esqueléticos, la sangre, así como para diagnosticar tumores [24] .

Los pertecnetatos (sales del ácido tecnético HTcO 4 ) tienen propiedades anticorrosivas, ya que el ion TcO 4 − , a diferencia de los iones MnO 4 − y ReO 4 − , es el inhibidor de corrosión más eficaz para el hierro y el acero.

El tecnecio se puede utilizar como recurso para obtener rutenio si, después de la separación del combustible nuclear gastado, se somete a transmutación nuclear [Russian Journal of Inorganic Chemistry, vol. 47, núm. 5, 2002, págs. 637-642]. [25]

Rol biológico

Como elemento virtualmente ausente en la Tierra, el tecnecio no juega ningún papel biológico natural.

Desde un punto de vista químico, el tecnecio y sus compuestos tienen baja toxicidad. El peligro del tecnecio es causado por su radiotoxicidad .

El tecnecio se distribuye de manera diferente cuando se introduce en el cuerpo, dependiendo de la forma química en que se administre. Es posible administrar tecnecio a un órgano específico utilizando radiofármacos especiales. Esta es la base de su aplicación más amplia en radiodiagnóstico: medicina nuclear.

La forma más simple de tecnecio, el pertecnetato, ingresa a casi todos los órganos después de la administración, pero se retiene principalmente en el estómago y la glándula tiroides. Nunca se ha observado daño a los órganos debido a su suave radiación β con una dosis de hasta 0.000001 R /( h ·mg).

Cuando se trabaja con tecnecio, se utilizan campanas de humos con protección contra su radiación β o cajas selladas.

Notas

1. ↑ 1 2 3 Tecnecio : propiedades físicas  . Elementos web. Consultado el 16 de agosto de 2013. Archivado desde el original el 26 de julio de 2013.
2. ↑ K. E. Hermann. [Hace 200 mil años. ¿Cuál es la singularidad del tecnecio y por qué es tan importante para la medicina nuclear y la energía nuclear? 200000 años por delante. Lo que es único sobre el tecnecio y por qué es tan importante para la medicina nuclear y la energía nuclear]  (ruso)  // Boletín de ROSATOM: revista. - 2019. - 10 de junio ( vol. 5 , No. 5 ). - S. 26-39 .
3. ↑ Alemán. 200.000 años por delante. texto  (ruso)  ? . puerta de investigación ROSATOMO (2019). Consultado el 28 de agosto de 2021. Archivado desde el original el 28 de agosto de 2021.  (indefinido)
4. ↑ Juan; Pauwels, EK (1996). "Tecnecio, el elemento que falta". Revista Europea de Medicina Nuclear . 23 (3): 336-44. DOI : 10.1007/BF00837634 . IDPM  8599967 .
5. ↑ van der Krogt, P. Tecnecio . Elentymolgy y Elements Multidict . Consultado el 5 de mayo de 2009. Archivado desde el original el 23 de enero de 2010. (indefinido)
6. ↑ Emsley, J. Bloques de construcción de la naturaleza: una guía de la A a la Z de los elementos . - Oxford, Inglaterra, Reino Unido: Oxford University Press, 2001. - P. 423. - ISBN 978-0-19-850340-8 . Archivado el 26 de diciembre de 2019 en Wayback Machine .
7. ↑ Armstrong, JT (2003). Tecnecio . Noticias sobre química e ingeniería . 81 (36): 110. doi : 10.1021/ cen- v081n036.p110 . Archivado desde el original el 6 de octubre de 2008 . Consultado el 11 de noviembre de 2009 . Parámetro obsoleto utilizado |deadlink=( ayuda )
8. ↑ Nies, K. A. Ida Tacke y la guerra detrás del descubrimiento de la fisión  (2001). Archivado desde el original el 9 de agosto de 2009. Consultado el 9 de febrero de 2022.
9. ↑ Semanas, ME (1933). “El descubrimiento de los elementos. XX. Elementos descubiertos recientemente. Revista de Educación Química . 10 (3): 161-170. Código Bib : 1933JChEd..10..161W . DOI : 10.1021/ed010p161 .
10. ↑ Zingales, R. (2005). "De Masurium a Trinacrium: la turbulenta historia del elemento 43". Revista de Educación Química . 82 (2): 221-227. Código Bib : 2005JChEd..82..221Z . DOI : 10.1021/ed082p221 .
11. ↑ Perrier C., Segrè E. Isótopos radiactivos del elemento 43   // Naturaleza . - 1937. - Vol. 140 . - pág. 193-194 . -doi : 10.1038/ 140193b0 .
12. ↑ Trifonov D.N. Del elemento 43 al antiprotón  // Química. - 2005. - Nº 19 . Archivado desde el original el 7 de abril de 2014.
13. ↑ Perrier C., Segrè E. Technetium: The Element of Atomic Number 43   // Nature . - 1947. - Vol. 159 , núm. 4027 . — Pág. 24 . -doi : 10.1038/ 159024a0 . — . — PMID 20279068 .
14. ↑ Química // 1941 . Calendario-libro de referencia / Comp. E. Liechtenstein. - M. : OGIZ - Editorial estatal socioeconómica , 1941. - S. 299-303 .
15. ↑ Shaviv G. La síntesis de los elementos: la búsqueda astrofísica de la nucleosíntesis y lo que nos puede decir sobre el  universo . - Springer , 2012. - P. 266. Archivado el 6 de abril de 2015 en Wayback Machine .
16. ↑ Paul W. Merrill. Observaciones espectroscópicas de estrellas de clase S  (inglés)  // The Astrophysical Journal  : journal. - Ediciones IOP , 1952. - Vol. 116 . - P. 21-26 . -doi : 10.1086/ 145589 . - . Archivado desde el original el 7 de abril de 2014.
17. ↑ Tecnecio // Diccionario enciclopédico de un joven químico. 2ª ed. / Comp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M. : Pedagogía , 1990. - S. 241-242 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
18. ↑ VP Tarasov, Yu. B. Muravlev, KE German y NN Popova. RMN de 99Tc de nanopartículas de tecnecio compatibles  (inglés)  // Química física de Doklady: artículo. - 2001. - 15 de marzo ( vol. 377 , n. 3 ). - Pág. 71-76 . Archivado desde el original el 23 de enero de 2022.
19. ↑ VVKuznetsov, MAVolkov, KEGerman, EAFilatova, OABelyakov, ALTrigub. Electrorreducción de iones de pertecnetato en soluciones concentradas de acetato  (inglés)  // Journal of Electroanalytical Chemistry: artículo. - 2020. - 15 de julio ( vol. 869 ). Archivado desde el original el 23 de enero de 2022.
20. ↑ Lide, David R. "Espectros de línea de los elementos". El Manual de la C.R.C. Prensa CRC. páginas. 10–70 (1672). . — 2004–2005. — ISBN 978-0-8493-0595-5 ..
21. ↑ (PDF) Actas y conferencias seleccionadas del 10º Simposio Internacional sobre Tecnecio y Renio - Ciencia y Utilización, 3-6 de octubre de 2018 - Moscú - Rusia, Eds: K. German, X. Gaona, M. Ozawa, Ya. Obruchnikova, E. Johnstone, A. Maruk, M. Chotkowski, I. Troshkina, A. Safonov. Moscú: Editorial Granica, 2018, 525 p. ISBN  978-5-9933-0132-7 . puerta de la investigación. Consultado el 21 de enero de 2019. Archivado desde el original el 9 de diciembre de 2021.
22. ↑ Troshkina I. D., Ozawa M., German K. E. Desarrollo de la química del tecnecio // capítulo de la colección "Elementos raros en el ciclo del combustible nuclear" págs. 39-54. Moscú, Editorial RKhTU im. D. I. Mendeleiev
23. ↑ NuDat 2.8 . Centro Nacional de Datos Nucleares. Consultado el 7 de diciembre de 2020. Archivado desde el original el 27 de noviembre de 2020. (indefinido)
24. ↑ IA Leenson. Tecnecio: novedades. "Química y Vida - Siglo XXI", 2008, No. 12
25. ↑ VF Peretrukhin, SI Rovnyi, VV Ershov, KE German y AA Kozar. Preparación de tecnecio metálico para su transmutación en rutenio  (inglés)  ? . researchgate.net . MAIK (mayo de 2002). Consultado el 27 de mayo de 2021. Archivado desde el original el 15 de enero de 2022.  (indefinido)

Enlaces

• Tecnecio en la Biblioteca Popular de Elementos Químicos
• Un equipo ruso de químicos ha desarrollado un método electroquímico eficiente para la síntesis de tecnecio // RT , 30 de julio de 2020

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