Tehnecij

Sa Wikipedije, slobodne enciklopedije
(Preusmjereno sa Tehnecijum)
Idi na: navigacija, traži
Ambox warning blue construction.svg Trenutno se vrše izmjene na stranici.
Molimo ostale korisnike da ne uređuju sadržaj stranice dok je prikazano ovo obavještenje kako bi se izbjegao konflikt s izmjenama. Ako imate komentare i pitanja u vezi sa stranicom, koristite stranicu za razgovor.
Napomena: Ovaj šablon možete ukloniti ako nije bilo izmjena u posljednja 3 dana.
Posljednju izmjenu napravio je korisnik C3r4 (razgovor · doprinosi), 5. 12. 2016. u 20:04.
Tehnecij,  43Tc
Metalni tehnecij.jpg
Tehnecij u periodnom sistemu
Hemijski element, Simbol, Atomski broj Tehnecij, Tc, 43
Serija Prelazni metali
Grupa, Perioda, Blok 7, 5, d
Izgled srebrenosivi metal
CAS registarski broj 7440-26-8
Zastupljenost 1,2 · 10−19[1] %
Atomske osobine
Atomska masa 98,9063 u
Atomski radijus (izračunat) 135 (185) pm
Kovalentni radijus 147 pm
Van der Waalsov radijus pm
Elektronska konfiguracija [Kr] 4d55s2
Broj elektrona u energetskom nivou 2, 8, 18, 13, 2
1. energija ionizacije 702 kJ/mol
2. energija ionizacije 1472 kJ/mol
3. energija ionizacije 1850 kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanje čvrsto
Kristalna struktura heksagonalna
Gustoća 11500[2] kg/m3 pri 298,15 K
Magnetizam paramagnetičan (Χm = 3,9 · 10−4)[3]
Tačka topljenja 2430 K (2157 °C)
Tačka ključanja 4538 K (4265 °C)
Molarni volumen 8,63 · 10−6 m3/mol
Toplota isparavanja 550 kJ/mol
Toplota topljenja 23 kJ/mol
Pritisak pare 0,0229 Pa pri 2473 K
Brzina zvuka m/s
Specifična toplota 250 J/(kg · K)
Specifična električna provodljivost 4,54 · 106 S/m
Toplotna provodljivost 51 W/(m · K) kod 300 K
Hemijske osobine
Oksidacioni broj −3 do 7
Oksid Tc2O7
Elektrodni potencijal 0,272 V (TcO2 + 4 e + 4 H+ → Tc + 2 H2O)
Elektronegativnost 1,9 (Pauling-skala)
Izotopi
Izo RP t1/2 RA ER (MeV) PR
95Tc

sin

20 h ε 1,691 95Mo
96Tc

sin

4,28 d ε 2,973 96Mo
97Tc

sin

2,6 · 106 god ε 0,320 97Mo
98Tc

sin

4,2 · 106 god β- 1,796 98Ru
99Tc

u tragovima

211.100 god β- 0,294 99Ru
Sigurnosno obavještenje

Oznake upozorenja

Oznaka upozorenja nepoznata[4]
Obavještenja o riziku i sigurnosti R: nema oznaka upozorenja R
S: nema oznake upozorenja S
Ostala upozorenja
Radioaktivnost
Radioaktivni element

Radioaktivni element
Ukoliko je moguće i u upotrebi, koriste se SI osnovne jedinice.
Ako nije drugačije označeno, svi podaci su podaci dobiveni mjerenjima u normalnim uslovima.

Tehnecij je hemijski element sa simbolom Tc i atomskim brojem 43. On je najlakši element kod kojeg su svi izotopi radioaktivni, nema stabilnih izotopa. Jedini takav element, prometij, također prethodi (u periodnom sistemu) elementima sa stabilnim izotopima. Gotovo sav tehnecij dobija se sintetičkim putem, a vrlo malehna količina se može pronaći u Zemljinoj kori. Prirodni tehnecij nastaje kao spontani fisijski proizvod u rudama uranija ili proizvod neutronskog zahvata u rudama molibdena. Hemijske osobine ovog srebrenasto-sivog, kristalnog prelaznog metala su otprilike između osobina renija i mangana.

Mnoge osobine tehnecija predvidio je Dmitrij Ivanovič Mendeljejev davno prije nego što je ovaj element otkriven. Mendeljejev je zapazio značajnu prazninu u svom periodnom sistemu te je tada neotkrivenom elementu dao privremeno ime eka-mangan (Em). Godine 1937. tehnecij (tačnije njegov izotop 97Tc) postao je prvi u potpunosti vještački proizveden hemijski element, pa je tako i dobio svoje ime (iz grčkog τεχνητός što znači "umjetni" + sufiks -ij).

Njegov kratkoživući nuklearni izomer tehnecij-99m koji emitira gama zračenje a koristi se u nuklearnoj medicini za razne dijagnostičke testove. Tehnecij-99 se koristi kao izvor beta čestica gdje je potreban njihov izvor bez gama zračenja. Dugoživeći izotopi tehnecija se komercijalno dobijaju kao nusproizvodi fisije izotopa uranija-235 u nuklearnim reaktorima te se izdvaja iz šipki nuklearnog goriva. Pošto nijedan izotop tehnecija nema vrijeme poluraspada duže od 4,2 miliona godina (tehnecij-98), otkriće tehnecija 1952. u zvijezdama crvenim divovoma, koje su stare milijarde godina, poslužilo je kao dokaz da zvijezde nukleosintezom mogu proizvoditi i teže elemente.

Historija[uredi | uredi izvor]

Potraga za elementom 43[uredi | uredi izvor]

Od 1860tih do 1871, ruski naučnik Mendeljejev je sačinio prve varijante periodnog sistema elemenata, a koje su sadržavale prazninu između elemenata molibdena (redni broj 42.) i rutenija (44). Mendeljejev je 1871. predvidio da će ovaj nedostajući element zauzeti prazno mjesto ispod mangana i imati hemijske osobine slične njemu. Dao mu je privremeno ime eka-mangan (od eka-, sanskrtska riječ za broj jedan) jer bi pretpostavljeni element bio jedno mjesto ispod, tada poznatog, elementa mangana.[5]

Pogrešna identifikacija[uredi | uredi izvor]

Mnogi istraživači, i prije i nakon što je objavljen Mendeljejev period sistem, nastojali su biti prvi koji će otkriti i dati ime "nedostajećem" elementu. Njegova pozicija u periodnom sistemu davala je lažne nade da bi njegovo otkriće bilo mnogo lakše od drugih neotkrivenih elemenata.

godina pronalazač predloženo ime stvarna supstanca
1828 Gottfried Osann polinij iridij
1846 R. Hermann ilmenij legura niobij-tantal
1847 Heinrich Rose pelopij[6] legura niobij-tantal
1877 Serge Kern davij legura iridij-rodij-željezo
1896 Prosper Barrière lucij itrij
1908 Masataka Ogawa niponij renij, koji je tada bio poznat kao dvi-mangan[7]

Nepotvrđena otkrića[uredi | uredi izvor]

Njemački hemičari Walter Noddack, Otto Berg i Ida Tacke objavili su 1925. otkriće elementa 75 i elementa 43, kada su elementu 43 dali ime masurij (prema regiji Masuriji u istočnoj Pruskoj, današnja Poljska, odakle je bilo porijeklo porodice Noddack.[8] Ova grupa naučnika bombardirala je ferokolumbit snopom elektrona te zaključili da je element 43 bio prisutan u uzorku na osnovu difrakcijskih spektrograma x-zraka.[9] Talasne dužine dobijenih x-zraka odgovaraju atomskim brojevima elemenata prema formuli koju je 1913. izveo Henry Moseley. Naučnici su tvrdili da su otkrili vrlo slab signal x-zraka na talasnoj dužini koja bi odgovarala elementu 43. Međutim, kasniji eksperimenti nisu uspjeli ponoviti ovo otkriće, pa je ono tokom sljedećih godina proglašeno greškom.[10][11] Ponovno, 1933. godine serija članaka o otkriću novih elemenata dala je nesuđeni naziv masurij elementu 43.[12][note 1] O činjenici da li je ovaj tim naučnika 1925. zaista otkrio tehnecij i danas se vode polemike.[13]

Zvanično otkriće[uredi | uredi izvor]

Otkriće elementa 43 konačno je potvrđeno u decembru 1936. eksperimentom kojeg su na Univerzitetu u Palermu na Siciliji obavili Carlo Perrier i Emilio Segrè.[14] Sredinom 1936. Segrè je posjetio SAD, najprije Univerzitet Columbia u New Yorku a zatim i Nacionalnu laboratoriju Lawrence Berkeley pri Univerzitetu Berkeley u Kaliforniji. Tamo je nagovorio izumitelja ciklotrona Ernesta Lawrencea da mu ustupi neke demontirane dijelove ciklotrona koji su postali radioaktivni. Lawrence mu je poštom poslao foliju od molibdena koja je bila dio deflektora ciklotrona.[15]

Segrè je zamolio svog kolegu Perriera da pomoću komparativne hemije pokušaju dokazati da je aktivnost molibdena uzrokovana elementom sa atomskim brojem 43. Uspjeli su izolirati izotope tehnecija-95m i Tc-97.[16][17] Zvaničnici univerziteta u Palermu tražili su od njih da novi element nazovu panormij, prema latinskom nazivu grada Palermo, Panormus. Godine 1947.[16] element 43 je zvanično nazvan prema grčkoj riječi τεχνητός, u značenju "umjetni", pošto je to bio prvi element koji je vještački proizveden.[6][8] Segrè se kasnije vratio na Berkeley i tamo upoznao Glenn T. Seaborga. Zajedno su izolirali metastabilni izotop tehnecij-99m, koji se danas koristi u oko desetak miliona medicinskih dijagnostičkih procedura svake godine.[18]

Godine 1952. astronom Paul W. Merrill u Kaliforniji uočio je spektralni "potpis" tehnecija (tačnije talasne dužine od 403,1 nm; 423,8 nm; 426,2 nm i 429,7 nm) u svjetlosnom spektru koji dolazi sa zvijezde S-tipa crvenog diva.[19] Zvijezde koje su blizu kraja svog "životnog ciklusa", vrlo su bogate s ovim kratkoživućim elementom, što ukazuje da se tehnecij proizvodi unutar zvijezde putem nuklearnih reakcija. Ova činjenica dokazala je pretpostavku da su teži elementi proizvodi nukleosinteze unutar zvijezda.[17] Nedavno, slična posmatranja su dokazala da se elementi formiraju neutronskim zahvatom tokom s-procesa.[20]

Od otkrića tehnecija, obavljena su mnoga istraživanja na zemaljskim materijalima u potrazi za njegovim prirodnim izvorima. Godine 1962, tehnecij-99m je izdvojen i identificiran u rudi uraninitu iz belgijskog Konga ali u izuzetno malim količinama (oko 0,2 ng/kg).[20] Smatra se da je taj tehnecij proizvod spontane fisije uranija-238. Prirodni fisijski nuklearni reaktor Oklo sadrži dokaze da je tamo proizvedena značajna količina tehnecija-99 ali i da se on raspao na rutenij-99.[20]

Napomene[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Godine 1998. John T. Armstrong sa Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju (NIST) sačinio je "računarsku simulaciju" eksperimenata iz 1925. i dobio rezultate koji su relativno slični onima koje je objavio Noddackov tim. "Koristeći osnovne principe emisije x-zraka i algoritme spektralne generacije koje je razvio NIST, simulirao sam spektar x-zraka koji bi mogli očekivati za prvobitne Van Asscheve procjene o sastavu Noddockovog uzroka. Prvi rezultati su neočekivano bliski spektru koji su oni objavili! Tokom nekoliko sljedećih godina, još tačnije smo napravili našu rekonstrukciju njihovih analitičkih metoda i izveli sofisticiranije simulacije. Podudaranje simuliranog i objavljenog spektra je značajno i u skladu je s direktnim mjerenjima uobičajenog udjela tehnecija u rudama uranija, koji su objavili Dave Curtis s kolegama 1999. u Los Alamosu. Nismo našli niti jedno moguće objašnjenje Noddackovih podataka osim da su oni zaista detektirali fisiju "masurijuma".
    Armstrong J. T. (2003). "Technetium". Chemical & Engineering News 81 (36): 110. doi:10.1021/cen-v081n036.p110. 

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  2. ^ N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1. izd. VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, str. 1339.
  3. ^ Robert C. Weast (izd.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, str. 142-147. U navedenom izvoru, vrijednosti su izražene u g/mol.
  4. ^ EU ovaj element još uvijek nije stavila na spisak opasnih elemenata, međutim trenutno nije moguće pronaći pouzdani izvor ili literaturu o opasnim svojstvima ove supstance. Radioaktivnost ne spada u opasna svojstva koja se ovdje navode.
  5. ^ Jonge, F. A. A.; Pauwels, EK (1996). "Technetium, the missing element". European Journal of Nuclear Medicine 23 (3): 336–44. doi:10.1007/BF00837634. PMID 8599967. 
  6. ^ a b N. E. Holden. "History of the Origin of the Chemical Elements and Their Discoverers". Brookhaven National Laboratory. Pristupljeno 3. 12. 2016. 
  7. ^ H. K. Yoshihara (2004). "Discovery of a new element 'nipponium': re-evaluation of pioneering works of Masataka Ogawa and his son Eijiro Ogawa". Spectrochimica Acta Part B 59 (8): 1305–1310. Bibcode:2004AcSpe..59.1305Y. doi:10.1016/j.sab.2003.12.027. 
  8. ^ a b van der Krogt, P. "Elentymolgy and Elements Multidict, "Technetium"". Pristupljeno 4. 12. 2016. 
  9. ^ Emsley 2001, str. 423.
  10. ^ Armstrong J. T. (2003). "Technetium". Chemical & Engineering News (Chemical & Engineering News) 81 (36): 110. doi:10.1021/cen-v081n036.p110. Pristupljeno 11. 11. 2009. 
  11. ^ K. A. Nies (2001). "Ida Tacke and the warfare behind the discovery of fission". Pristupljeno 4. 12. 2016. 
  12. ^ Weeks M. E. (1933). "The discovery of the elements. XX. Recently discovered elements". Journal of Chemical Education 10 (3): 161–170. Bibcode:1933JChEd..10..161W. doi:10.1021/ed010p161. 
  13. ^ R. Zingales (2005). "From Masurium to Trinacrium: The Troubled Story of Element 43". Journal of Chemical Education 82 (2): 221–227. Bibcode:2005JChEd..82..221Z. doi:10.1021/ed082p221. 
  14. ^ Heiserman 1992, str. 164.
  15. ^ Emilio Segrè (1993). A Mind Always in Motion: the Autobiography of Emilio Segrè. Berkeley, Kalifornija: University of California Press. str. 115–118. ISBN 0520076273. 
  16. ^ a b Perrier C.; Segrè E. (1947). "Technetium: The Element of Atomic Number 43". Nature 159 (4027): 24. Bibcode:1947Natur.159...24P. doi:10.1038/159024a0. PMID 20279068. 
  17. ^ a b Emsley 2001, str. 422-425.
  18. ^ "Chapter 1.2: Early Days at the Berkeley Radiation Laboratory". The transuranium people: The inside story. University of California, Berkeley & Lawrence Berkeley National Laboratory. 2000. str. 15. ISBN 1-86094-087-0. 
  19. ^ Merrill P. W. (1952). "Technetium in the stars". Science 115 (2992): 479–89 [484]. Bibcode:1952Sci...115..479.. doi:10.1126/science.115.2992.479. 
  20. ^ a b c Schwochau 2000, str. 7–9.

Literatura[uredi | uredi izvor]

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]