Keemilise elemendi tehneetsiumi sümboliks on aatomnumber 43 ja täht Tc. See on radioaktiivsete isotoopidega kergeim element. Tehneetsiumi toodetakse sünteetilise elemendina ainult vajaduse korral. Looduslikult esineva tehneetsiumi levinumad allikad on uraani- ja tooriumimaagid, mis toodavad seda spontaanselt lõhustumise teel, või molübdeenimaagid, mis toodavad seda neutronite püüdmise teel. Perioodilise tabeli rühmas 7 elementide reeniumi ja mangaani vahel paikneva kristallilise hõbehalli siirdemetalli keemilised omadused on kahe lähedalasuva elemendi omade vahel. 99Tc on kõige levinum isotoop, mida leidub looduslikult vaid väikestes kogustes.
Tuumameditsiin kasutab tehneetsium-99m, lühikese poolestusajaga tuumaisomeeri, mis kiirgab gammakiirgust, mitmete protseduuride jaoks, sealhulgas luuvähi diagnoosimiseks. Tehneetsium-99 põhiseisundit kasutatakse beetaosakeste allikana, mis ei kiirga gammakiirgust. Kaubanduslikult toodetud pikaealised tehneetsiumi isotoobid saadakse tuumakütuse vardadest ja need on tuumareaktorites uraan-235 lõhustumise kõrvalsaadused. Tehneetsiumi avastamine punastes hiiglastes 1952. aastal aitas kaasa demonstratsioonile, et tähed võivad luua raskemaid elemente, sest isegi pikima poolestusajaga (4,21 miljonit aastat) tehneetsiumi isotoop on suhteliselt lühike.
Tehneetsiumi ajalugu
Dmitri Mendelejevi pakutud perioodilisustabeli esimestes versioonides 1860. aastatest kuni 1871. aastani oli tühimik molübdeeni (element 42) ja ruteeniumi (element 44) vahel. Mendelejev ennustas 1871. aastal, et see puuduv element täidab mangaani all oleva ruumi ja sellel on sarnane keemiline struktuur. Kuna ennustatud element oli teadaolevast elemendist mangaanist ühe positsiooni võrra madalam, andis Mendelejev sellele vahenime "ekamangaan" (sanskritikeelsest sõnast "eka", mis tähendab "üks").
Enne ja pärast perioodilisuse tabeli avaldamist soovisid paljud varajased teadlased olla esimesed, kes leidsid ja kirjeldasid puuduvat elementi. Tabeli paigutuse põhjal peaks seda olema lihtsam leida kui teisi avastamata elemente.
Elemendid 75 ja 43 avastasid 1925. aastal Saksa keemikud Walter Noddack, Otto Berg ja Ida Tacke. Element 43 nimetati Masuuriumiks Ida-Preisimaal asuva Masuuria auks, mis oli Walter Noddacki esivanemate kodulinn ja on nüüd osa Poolast.
Nimetus tekitas teadlaskonnas suurt vaenulikkust, sest Saksa armee alistas Esimese maailmasõja ajal Masuuria piirkonnas Vene armee. Kuna Noddacks jätkas akadeemiliste ametikohtade täitmist natside võimuloleku ajal, jätkus kahtlus ja vaenulikkus väidete suhtes elemendi 43 avastamisest. Meeskond kasutas kolumbiidi plahvatamiseks elektronkiirt ja röntgenkiirguse emissioonispektrogramme analüüsides suutsid nad kindlaks teha, et esines element 43. 1913. aastal töötas Henry Moseley välja valemi, mis seob aatomarvu lainepikkusega. Röntgenikiirgus toodetud. Meeskond väitis, et avastas elemendiga 43 seotud lainepikkusel nõrga röntgenisignaali.
Hilisemad katsetajad ei suutnud seda avastust kinnitada, mistõttu peeti seda valeks. Sellest hoolimata nimetati elementi 1933 masuriumiks 43. aastal avaldatud elementide avastamist käsitlevates artiklites.
Paul Kuroda uurimus aga tehneetsiumi koguse kohta, mida nende uuritud maakides võib leida – kogus 3 × 10-11 μg/kg maagist ei oleks möödas ja seega ei saanud seda Noddackide meetoditega tuvastada – lükates ümber mõned hiljutised katsed Noddackide väiteid õigustada.
Carlo Perrier ja Emilio Segrè viisid 1937. aastal Sitsiilias Palermo ülikoolis läbi katse, mis tõestas elemendi 43 olemasolu.
1936. aasta keskel külastas Segrè Ameerika Ühendriikide reisi ajal New Yorgis Columbia ülikooli ja Californias Lawrence Berkeley riiklikku laboratooriumi. Ta veenis tsüklotroni loojat Ernest Lawrence'i lubama seadmel tagastada osa oma radioaktiivsetest jäänustest. Lawrence saatis talle tsüklotroni deflektori molübdeenfooliumi tüki.
Segrè palus oma kolleegi Perrieri abi, et näidata võrdleva keemia abil, et molübdeeni aktiivsus oli tõepoolest tingitud elemendist aatomnumbriga 43. 1937. aastal õnnestus neil eraldada tehneetsium-95m ja tehneetsium-97.
Palermo ülikooli ametnikud palusid neil anda oma avastusele nimeks "panormium" linna ladinakeelse nime Panormus auks. Kuna element 43 oli esimene kunstlikult loodud element, anti sellele 1947. aastal nimi "kunstlik", mis tulenes kreekakeelsest sõnast v. Segrè külastas veel kord Berkeleyt ja sattus kokku Glenn T. Seaborgiga. Nad tuvastasid tehneetsium-99m, metastabiilse isotoobi, mida kasutatakse praegu umbes kümnes miljonis meditsiinilises diagnostilises protseduuris aastas.
Tehneetsiumi spektraalsignatuuri avastas 1952. aastal California astronoom Paul W. Merrill S-tüüpi punaste hiiglaste valguses.
Kuigi tähed olid suremas, oli lühiajalist elementi külluses; See näitas, et element tekkis tähtede sees olevate tuumaprotsesside kaudu.
Need andmed toetasid ideed, et tähtede tuumasüntees toodab raskemaid elemente. Sellised tähelepanekud on hiljuti andnud tõendeid selle kohta, et elemendid moodustuvad neutronite püüdmise kaudu s-protsessis.
Sellest ajast peale on tehtud mitmeid jõupingutusi tehneetsiumi looduslike allikate leidmiseks maapealsetes mineraalides.
Tehneetsium-238, mis esineb uraan-99 spontaanse lõhustumise kõrvalsaadusena, eraldati ja tuvastati 1962. aastal Belgia Kongos pigi segus äärmiselt väikestes kogustes (umbes 0,2 ng/kg). On tõendeid selle kohta, et Oklo loodusliku tuuma lõhustumise reaktoris toodetakse märkimisväärses koguses tehneetsium-99, mis seejärel muundatakse ruteenium-99-ks.
Füüsikalised omadused
Tehneetsium on radioaktiivne metall, mis meenutab välimuselt plaatinat ja esineb tavaliselt halli pulbrina. Nanodispersse puhta metalli kristallstruktuur on kuubikujuline, samas kui puistepuhta metalli kristallstruktuur on kuusnurkselt tihedalt pakitud. Kuusnurkse virna tehneetsiumi Tc-99-NMR spekter jaguneb 9 satelliidiks, nanodispersse tehneetsiumi spekter aga mitte. Aatomi tehneetsiumi eristavad emissioonijooned leitakse lainepikkustel 363.3 nm, 403.1 nm, 426.2 nm, 429.7 nm ja 485.3 nm.
Kuna metalli kujul olevad magnetdipoolid on vaid nõrgalt paramagnetilised, joonduvad need väliste magnetväljadega, kuid võtavad välja taandumisel juhusliku orientatsiooni. Puhas metalliline ühekristalliline tehneetsium muundub II tüüpi ülijuhiks temperatuuril alla 7,46 K. Tehneetsiumil on kõrgeim magnetilise läbitungimise sügavus kõigist elementidest, välja arvatud nioobium, mis on madalam sellest temperatuurist.
Allikas: Wikipedia
Günceleme: 08/05/2023 13:11