دانشچی پورتال جامع تحقیق و مقاله، مطالب علمی و هنری ، وبگردی و…
همه چیز درباره عنصر تکنسیم (Tc)
تکنسیم (تکنسیوم) ، (به انگلیسی : Technetium) با علامت اختصاری Tc و عدد اتمی ۴۳ ، عنصری از جدول تناوبی در دسته فلزات واسطه است که در ادامه بیشتر با آن آشنا می شوید. با دانشچی همراه باشید.
عنصر تکنسیم با عدد اتمی ۴۳، یک عنصر مصنوعی است که فاقد ایزوتوپ پایدار در طبیعت است. در نتیجه جرم اتمی استاندارد برای آن تعریف نمی‌شود. نخستین ایزوتوپهای کشف شده این عنصر ۹۷Tc و ۹۹Tc بودند که در سال ۱۹۳۶ میلادی نخستین بار تولید و ردیابی شدند. همچنین پایدارترین ایزوتوپ این عنصر ۹۸Tc با نیمه عمر ۴٫۲ میلیون سال است.
تکنسیم پرتوزا است و ترکیبات آن که پرتو گاما می‌پراکند در پزشکی هسته‌ای بکار می‌رود. این عنصر برای اولین بار در آزمایشگاه دانشگاه کالیفرنیا و به مدیریت ارنست لارنس در ۱۹۳۶ میلادی و به واسطه یک سیلکوترون ۳۷ اینچی تولید شد. همچنین این عنصر نخستین عنصر مصنوعی ساخت بشر بوده‌است.
شناسنامه تکنسیم
عدد اتمی: ۴۳
جرم اتمی:۹۷
نقطه ذوب : C° ۲۱۵۷
نقطه جوش : C° ۴۲۶۵
شعاع اتمی : Å ۱.۹۵
ظرفیت: ۷
رنگ: خاکستری نقره ای متالیک
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: ۷
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 702
شکل الکترونی: Kr]5s24d5]
شعاع یونی : Å ۰.۵۶
الکترونگاتیوی: ۱.۹
حالت اکسیداسیون: ۷و۶و۴
دوره تناوبی:۵
تاریخچه تکنسیم
تکنسیم در سال ۱۹۳۷ توسط “کارلو پرییر” کشف شد. محققان آن را در نمونه مولیبدن که “ارنست لارنس” برای آنها فرستاده بود، یافتند. این نمونه توسط هسته دوتریوم در دانشگاه برکلی کالیفرنیا بمباران شد که ایزوتوپ Tc-97 را در برداشت. تکنسیم اولین عنصری بود که به‌صورت مصنوعی ساخته شد.
سالیان سال یک جای خالی در جدول تناوبی برای عنصر ۴۳ وجود داشت. “دیمیتری مندلیف” پیش‌بینی کرد که این عنصر کشف نشده شبیه به منگنز میباشد و نام Ekamanganese را به آن داد. در سال ۱۹۲۵ به‌اشتباه گزارش داده شد که عنصر ۴۳ کشف شده است. برای این عنصر نام masurium برگزیده شد. توسعه انرژی هسته‌ای در اواسط قرن بیستم اولین نمونه شناخته شده عنصر ۴۳ را توسط واکنش های هسته‌ای تولید کرد.
پیدایش تکنسیم
خصوصیات شیمیایی و فیزیکی این عنصر به محض اینکه در مقادیر میکروسکوپی بدست آمد، بررسی شد و نتیجه‌گیری شد که این عنصر به‌صورت طبیعی در نقاط دیگر جهان نیز وجود دارد. برخی از ستاره‌های غول پیکر قرمز (از نوع S,M,N) نوعی خط انتشاری در طیف خود دارند که حاکی از وجود تکنسیم میباشد. وجود این عنصر در این ستاره‌های قرمز ، فرضیه بوجود آمدن عناصر سنگین در ستارگان را بوجود آورد.
بعد از کشف این عنصر کاوش هایی در زمین برای یافتن این عنصر در منابع طبیعی صورت گرفت. در سال ۱۹۶۲ تکنسیم ۹۹ در مقادیر بسیار کم به‌عنوان محصول فوری شکاف هسته اورانیوم ۲۳۸ در Pitchblende آفریقا شناسایی و تجزیه شد. این کشف توسط “B.T Kenna ” و “P.K. Kuroda” صورت گرفت.
Tc-99 به‌صورت محصول جانبی از شکاف هسته‌ای اورانیوم در راکتورهای هسته‌ای تولید شده و با تجزیه شیمیایی از ضایعات راکتور بدست می‌آید.
ویژگی های تکنسیم
تکنسیم ، یک فلز خاکستری مایل به نقره‌ای است که در هوای مرطوب به‌آرامی تیره می‌شود. در شرایط اکسیده شدن، عنصر تکنسیم به صورت یک یون Pertechnetate Tc-4 آزاد می‌شود. خواص شیمیایی این عنصر همانند رنیوم و منگنز میباشد. این عنصر در محلول Aqua Regia و اسید نیتریک و اسید سولفوریک غلیظ شده و حل می‌شود، ولی در اسید هیدروکلریک قابل حل شدن نیست. این عنصر به‌خوبی از خوردگی و زنگ زدن فلزات جلوگیری می‌کند و در دمای زیر ۱۱K یک ابر رسانا میباشد.
از آنجا که این عنصر هیچگونه ایزوتوپ پایداری ندارد، بسیار غیر طبیعی بوده و در زمین کمیاب است. حالتهای اکسیداسیون طبیعی برای این عنصر +۲ ، +۴ ، +۵ ، +۶ و +۷ میباشد.
کاربردهای تکنسیم
عنصر تکنسیم یکی از مواد قدرتمند جهت جلوگیری از زنگ زدگی است و همچنین منبع بسیار ارزشمندی از اشعه بتا میباشد. Ammonium Pertechnate NH4 TcO یک ماده مخصوص برای جلوگیری از خوردگی فولاد میباشد. پنج قسمت در هر یک میلیون قسمت KTcO4 در آب مقطر از فولاد کربنی نرم ، تا دمای ° ۲۵۰ درجه محافظت می‌کند. این محافظت به‌دلیل ماهیت رادیواکتیو تکنسیم به سیستم های بسته محدود است.
Tcm 95 (توجه کنید که m نشان دهنده حالت متا است) با نیمه عمر ۶۱ روز در مطالعات ردیاب رادیواکتیوی استفاده می‌شود.
Tcm-99با (نیمه عمر ۶.۰۱ ساعت) در بسیاری از آزمایشهای ایزوتوپهای پزشکی بدلیل نیمه عمر کوتاهش و انرژی گامای ساطع شده از آن استفاده می‌شود.
ترکیبات تکنسیم ارگانیک در طراحی استخوان استفاده می‌شود.
تکنسیم یک ابر رسانای عالی در دمای ۱۱ کلوین و کمتر میباشد.
تکنسیم برای نگهدارندگان ORNL به قیمت $۶۰ در هر گرم در دسترس است.
ایزوتوپ های تکنسیم
تکنسیم یکی از دو عنصری میباشد که هیچگونه ایزوتوپ پایدار ندارد. عنصر دیگر Promethium میباشد. پایدارترین ایزوتوپ های رادیواکتیو آن ، Tc-97 با نیمه عمر ۲.۶ میلیون سال و Tc-99 با نیمه عمر ۲۱۱۱۰۰ سال می‌باشند.
بیست و دو ایزوتوپ رادیواکتیو دیگر با وزن اتمی) از ۸۷.۹۳۳amu تا ۱۱۲.۹۳۱amu وجود دارد. بیشتر این ایزوتوپها بجز Tc-93 که نیمه عمرش ۲.۷۵ ساعت و Tc-95 که نیمه عمرش ۲۰ ساعت و Tc-96 که نیمه عمرش ۴.۶ روز است، بقیه نمیه عمری کمتر از یک ساعت دارند.
تعداد بیشماری حالت متا نیز برای این عنصر وجود دارد که Tcm-97 از با نمیه عمر ۹۰.۱ روز از همه آنها پایدارتر می‌باشند و بعد از آن Tcm-95 با نیمه عمر ۶۱ روز و Tcm-99 با نیمه عمر ۶.۰۱ ساعت در مرتبه بعدی قرار می‌گیرند.
حالت Decay اولیه بعد از ایزوتوپ پایدار Tc-98 ، الکترون گیری و حالت اولیه بعد از آن تششع بتا و نمونه ای از الکترون گیری در حالت اولیه دو decay از عنصر Tc-100 میباشد. محصول تجزیه اولیه قبل از Tc-98 عنصر مولیبدن و محصول بعد از آن Ruthenium میباشد؛ ( با این وجود ، محصول تجزیه اولیه Tc-100 عنصر Mo میباشد. )
هشدارها درباره تکنسیم
ترکیباتی که شامل این عنصر می‌شوند، به‌ندرت مورد مواجهه قرار می‌گیرند و تنها در موارد عملی این اتفاق می‌افتند. این ترکیبات در طبیعت وجود ندارند. Tc-99 از مواد آلوده کننده میباشد و باید با دستکش با آن کار شود. تمامی ایزوتوپ های تکنسیم بسیار رادیواکتیو و در نتیجه سمی می‌باشند. تکنسیم هیچ نقش بیولوژیکی ندارد.
پیشنهادی: ایزوتوپ ها را بیشتر بشناسید!عنصر تکنسیم _ دانشچی
