Технеций (Tc) е химичен елемент с атомен номер 43 и символ Tc. Това е един от първите синтетични елементи, който е открит в началото на 20-ти век. Въпреки че е един от по-неизвестните елементи в периодичната таблица, неговото значение в съвременната наука и технологии е значително.
| Технеций | |
 | |
| Информационна таблица | |
| Параметър | Информация |
|---|---|
| Име на елемента (български) | Технеций |
| Латинско / международно наименование | Technetium |
| Химичен символ | Tc |
| Пореден номер (атомно число) | 43 |
| Период и група в таблицата | 5-ти период, 7-ма група |
| Блок (s, p, d, f) | d-блок |
| Категория / тип елемент | Преходен метал (радиоактивен) |
| Атомна маса | 98 u (няма стабилни изотопи) |
| Изотопи | ^97Tc, ^98Tc, ^99Tc, ^99mTc |
| Средна атомна маса | 98 (условна, базирана на стабилните изотопи) |
| Плътност | 11.5 g/cm³ |
| Температура на топене | 2157°C |
| Температура на кипене | 4265°C |
| Кристална структура | Хексагонална плътно подредена (HCP) |
| Цвят / външен вид | Сребристосив, метален блясък |
| Агрегатно състояние при 20°C | Твърдо |
| Откривател / година на откриване | Карло Перие и Емилио Сегре, 1937 г. |
| Място на откриване | Палермо, Италия |
| Етимология на името | От гръцкото „technetos“ – „изкуствен“, тъй като е първият изкуствено синтезиран елемент |
| Химическа формула | Tc |
| Окислителни степени | +7, +6, +5, +4, +3, +2 |
| Електронна конфигурация | [Kr] 4d⁵ 5s² |
| Електроотрицателност (по Pauling) | 1.9 |
| Йонизационна енергия | 702 kJ/mol |
| Ковалентен радиус | 1.36 Å |
| Атомен радиус | 1.36 Å |
| Топлопроводимост | 50.6 W/(m·K) |
| Електрическа проводимост | Добра |
| Магнитни свойства | Парамагнитен |
| Състояние на електрони при възбуждане | Излъчва зелено-синя светлина при възбуждане |
| Спектрален цвят / линии | Зелени и сини линии |
| Честота в земната кора | Изключително рядък – среща се само в следи от радиоактивен разпад |
| Наличие във Вселената | Открит в атмосферата на звезди (звезди с технеций доказват активен нуклеосинтез) |
| Основни минерали и съединения | Не се среща в природни минерали в значими количества |
| Разпространение в природата | Среща се в следи от урановото разпадане |
| Начини за получаване / добив | Изкуствено чрез неутронно облъчване на ^98Mo в ядрени реактори |
| Основни производители в света | Ядрени реактори и лаборатории в САЩ, Франция, Япония |
| Основни приложения | Медицинска диагностика, радиотерапия, ядрени изследвания |
| Участие в сплави / съединения | Високотемпературни сплави и катализатори |
| Биологично значение | Няма естествено биологично значение |
| Токсичност и безопасност | Радиоактивен – изисква защита и контролирано съхранение |
| Пределно допустима концентрация | Определя се според активността на изотопа |
| Влияние върху човешкия организъм | При вдишване или поглъщане може да причини радиационно увреждане |
| Роля в биохимичните процеси | Използва се само диагностично в медицината, не участва в метаболизма |
| Използване в индустрията | Радиоактивни източници, антикорозионни покрития, катализатори |
| Използване в електрониката / енергетиката | Изследвания на ядрени батерии и радиоизотопни генератори |
| Използване в медицината / фармацията | Радиоизотопът ^99mTc – най-широко използван в ядрената медицина за образна диагностика |
| Ядрени свойства | Всички изотопи са радиоактивни |
| Полуживот на радиоактивни изотопи | ^99mTc – 6.01 часа; ^99Tc – 211 000 години |
| Тип радиоактивен разпад | Бета-разпад |
| Енергия на връзката | ~7.46 eV |
| Наличие в атмосферата / океаните | Следи от ядрени процеси и отпадъци |
| Влияние върху околната среда | Радиоактивните изотопи могат да се натрупват в почвата и водите |
| Методи за рециклиране / повторна употреба | Отработени ядрени горива и медицински източници |
| Глобално годишно производство | Около 20 кг (основно ^99Mo → ^99mTc генератори) |
| Годишна консумация | Медицински сектор – над 30 милиона диагностични процедури годишно |
| Основни вносители / износители | САЩ, Франция, Нидерландия, Япония |
| Историческо значение | Първият изкуствено създаден химичен елемент |
| Научна дисциплина | Химия, ядрена физика, медицина |
| Интересни факти | Изотопът ^99mTc е използван в над 80% от всички ядрено-медицински изследвания |
| CAS номер | 7440-26-8 |
| PubChem CID | 23937 |
| UN номер / код за транспортна безопасност | UN 2915 |
| Периодични тенденции | Сходен по химични свойства на манган и рений |
| Спектър на излъчване | Синьо-зелени линии при възбуждане |
| Енергийно ниво на външния електрон | 4d⁵ 5s² |
| Промишлени рискове и мерки за безопасност | Изисква радиационна защита и специализирано съхранение |
| Състояние при стандартни условия (STP) | Твърдо |
| Класификация по IUPAC | Преходен метал |
| Символика и културно значение | Символизира човешкия технологичен напредък и изкуственото създаване на елементи |
История на откритията и произход
Oткрит през 1937 година от италианските учени Карло Перко и Emilio Segrè. Те успяват да изолират елемента от уранов оксид, като използват метода на ядрена реакция. Името "технеций" произлиза от гръцката дума "technetos", което означава "изкуствен".
Техническият аспект на откритията, свързани с технеция, е важен, тъй като той е първият елемент, който е създаден изцяло в лабораторни условия, без да се среща в природата в значителни количества. След откритията на Перко и Segrè, учените започват да изследват технеция по-задълбочено.
Той бързо привлича вниманието на изследователите, тъй като проявява уникални свойства и потенциални приложения. За разлика от много други елементи, технеций не присъства в значителни количества в Земята. Неговите източници са ограничени основно до радиоактивни разпадания на уран и плутоний.
Физични и химични свойства
Cребристосив метал, който е нестабилен и радиоактивен. В естествени условия, той съществува в няколко изотопа, но най-стабилният от тях е технеций-98, който има период на полураспад от около 4,2 милиона години. Металът е сравнително лек, с плътност от около 11,5 g/cm³.
Точките на топене и кипене на са около 2157 °C и 4265 °C, съответно, което го прави един от по-високоплавките метали. Химически технеций е много активен и може да образува съединения с почти всички елементи.
Той проявява валентност от +4 до +7, като най-често срещаните съединения са тези с валентност +7. Oбразува разнообразие от оксиди, хидроксиди и соли, които демонстрират интересни цветови свойства. Например, технециевият хлорид е червен, а технециевият оксид е черен.
Производство и изотопи
Технеций се произвежда основно в ядрени реактори или чрез ускорители на частици, където уран или плутоний се бомбардират с неутрони. Процесът на производство е сложен и изисква специализирано оборудване, тъй като технеций не съществува в значителни количества в природата.
В лабораторни условия, може да бъде получен чрез ядрени реакции, при които неутроните се взаимодействат с атоми на молиботен или рутений. Изотопите имат различни приложения в научните изследвания и медицината.
Например, технеций-99m е един от най-използваните радионуклиди в ядрена медицина за диагностика и образна визуализация. Периодът на полураспад на технеций-99m е само 6 часа, което го прави идеален за приложения, тъй като позволява бързо извършване на процедури и минимизиране на радиационната експозиция на пациента.
Приложения в медицината
Един от най-значимите аспекти на технеция е неговото приложение в медицината. Технеций-99m е радиоизотоп, който се използва в ядрена медицина за диагностични процедури. Той позволява на лекарите да извършват сцинтиграфия, тестове за оценка на функциите на различни органи и системи в човешкото тяло, включително сърце, бял дроб и щитовидна жлеза.
Процедурите с технеций-99m са бързи, безопасни и неинвазивни, което ги прави предпочитани в медицинската практика. Технеций-99m е също така много ефективен за откриване на тумори, възпалителни процеси и други заболявания.
Изследванията показват, че използването в ядрена медицина води до значително подобрение на диагностичните възможности и предоставя важна информация за състоянието на пациента.
Приложения в индустрията
В допълнение към медицинските приложения, има и важни индустриални приложения. Той се използва в радиографията за проверка на заварки и структури, тъй като технеций-99m излъчва радиация, която може да бъде засечена от специализирани детектори.
Това позволява на инженерите да проверяват качеството на материалите и да идентифицират потенциални проблеми, свързани с безопасността. Cъщо така играе роля в изследванията на нови материали и технологии. Неговите уникални свойства го правят интересен за експерименти в областта на ядрената физика, материалознанието и химията.
Изследванията на технеций и неговите съединения продължават да предоставят нови прозорци за разбиране на основните принципи на атомната структура и взаимодействията между веществата.
Текущи изследвания и бъдещи перспективи
Въпреки че е открит преди почти век, изследванията за него не спират. Учените продължават да изследват нови приложения на технеций в медицината, индустрията и научните изследвания. Интересът към нови изотопи и съединения може да доведе до иновации в лечението на различни заболявания и подобряване на технологиите за диагностика.
Изследванията в областта на радиационната безопасност и управлението на радиоактивни отпадъци също са важна част от съвременната наука. Поради своите радиоактивни свойства, представлява предизвикателство за безопасното му управление.
Разработването на нови методи за изолиране и съхранение е от съществено значение за предотвратяване на замърсяване на околната среда и защита на общественото здраве. В заключение, технеций е уникален и важен химичен елемент с множество приложения в медицината, индустрията и научните изследвания.
Неговата история, свойства и възможности за бъдещи изследвания го поставят на значимо място в съвременната наука. Изследванията на технеций не само разширяват нашето разбиране за основните химични и физични принципи, но също така предлагат практични решения на важни медицински и индустриални предизвикателства.