鍀

鍀是首個以人工方法制得的元素，其主要來源為反應堆中鈾裂變產物。用氫在500~600℃還原硫化鍀（Tc₂S₇）或過鍀酸銨，可得金屬鍀。在硫酸溶液中電解過鍀酸銨也可析出金屬鍀。鍀的性質與同族元素錸相似。高温下鍀與氧生成揮發性的氧化物Tc₂O₇。常見同位素Tc-97的半衰期為260萬年，可用作製備β射線標準源。少量的（約5×10^-5mol）過鍀酸銨可使鋼材的腐蝕大為減慢。鍀和鍀鉬合金具有良好的超導性質。1960年以前，鍀只能小量生產，價格曾高達2800美元/克；70年代末已能進行千克量級生產，價格已下降到60美元/克以下。 ^[5] 

門捷列夫在建立元素週期系的時候，曾經預言它的存在，命名它為eka-manganese（類錳）。莫斯萊確定了它的原子序數為43。其實，有關這個元素髮現的報告早在門捷列夫建立元素週期系以前就開始了。在1846年，俄羅斯蓋爾曼聲稱，從黑色鈦鐵礦中發現了這個元素，就以這個礦石的名稱命名它為ilmenium，並且測定了它的原子量約104.6，敍述了它的一些性質與錳相似。接着，1877年，俄羅斯聖彼得堡的化學工程師克恩發表發現了一種佔據鉬和釕之間的新元素報告，其原子量經測定等於100。但它卻被另一些化學家證明是銥、銠和鐵的混合物。亞洲的化學家們也不甘落後，在1908年，日本化學家小川聲稱從方釷石中發現這一元素並命名為nipponium；到1924年，又有化學家報告，利用X射線光譜分析從錳礦中發現了這一元素，命名為moseleyum。遲至1925年，德國科學家也宣佈，在鈮鐵礦中發現了這一元素。但這些發現都沒有被證實和承認。

於是43號元素被認為是“失蹤了”的元素。後來，物理學家們的“同位素統計規則”解釋了它“失蹤”的緣由。這個規則是1924年前蘇聯學者蘇卡列夫提出來的，在1934年被德國物理學家馬陶赫確定。根據這個規則，不能有核電荷僅僅相差一個單位的穩定同量素存在。同量素是指質量數相同而原子序數不同的原子，如Ar-40、K-40、Ca-40都有相同的質量40。由於它們的原子序數不同，所以它們處在元素週期表不同的位置上，因而又稱異位素。鍀前後的兩個元素鉬（42）、釕（44）分別有一連串質量數94~102之間穩定同位素存在，所以再也不能有鍀的穩定同位素存在，因為鍀的質量數應當是在這些質量數之間。

在1936-1937年首先實現了人工方法制取它。1936年底意大利年輕的物理學家謝格爾到美國伯克利（Berkeley）進修。他利用那裏一台先進的迴旋加速器，用氘核照射鉬，並把照射過的鉬帶回意大利帕勒莫（Palerma）大學。他在化學教授彼利埃協助下，經歷近半年時間，分離出10-10克的Tc-99，並確定新元素的性質與錸非常相似，而與錳的相似程度較差。隨後，二人從鈾的裂變產物中得到鍀的許多同位素，自然界僅發現極少量的鍀-99；已發現質量數90～110的全部鍀同位素。在1962年，B.T.Kenna及P.K.Kurod在非洲的一個八水化三鈾礦中，從鈾-238的裂變物之中，找到了微量的鍀-99。 ^[6] 

鍀長久以來折磨着化學家們，因為不能找到它。我們現在知道它所有的同位素都是放射性的，而且任何來自地球地殼的這種元素的礦物早已衰變。（其壽命最長的同位素的半衰期是4百萬年。）即便如此，有些鍀原子會在鈾發生核裂變產生，一噸鈾只有約1毫克鍀。在20世紀20年代聲明發現了這個元素，或者説至少是觀察到了它的光譜了，不能被完全低估。

鍀是由Emilio Segrè於1937年在意大利被發現的。他研究來自加利福尼亞的鉬，這需要暴露在高能量的輻射中，他發現鍀出現了並分離了它，今天，這種元素從廢核燃料棒中成噸提取。

元素名稱：鍀

元素符號：Tc

元素原子量：97.9072（Tc-98）；96.906365358（Tc-97）

元素類別：放射性金屬元素

原子序數：43

質子數：43

週期：第五週期

族：VII B族

核電荷數：43

外層電子層排布：4d⁵5s²

電子層：K-L-M-N-O

電離能：

第一電離能：702kJ/mol；

第二電離能：1472kJ/mol；

第三電離能：2850kJ/mol；

第四電離能：4100kJ/mol；

第五電離能：5700kJ/mol；

第六電離能：7300kJ/mol；

第七電離能：9100kJ/mol。

氧化態：+4、+5、+6、+7

晶體結構：密排六方晶胞

晶胞參數：a = 273.5pm；b = 273.5pm；c = 438.8pm

α = 90°；β = 90°；γ = 120°。

外觀：銀白色金屬

熔點：2157℃

沸點：4265℃

密度：11.49g/cm³

地殼丰度：5×10^-16%

摩爾體積：8.52cm³/mol

受拉屈服強度：1.29GPa

極限抗拉強度：1.51GPa

導熱率：51W/(m K)

電阻率：2×10^-7Ωm

電導率：5×10⁶S/m

磁性特徵：順磁性

電負性：1.9（鮑林標度）

原子半徑：135pm

電子親和力：53kJ/mol

共價半徑：147pm

放射性比度：32MBq/g

衰變方式：β衰變

體積磁化率：3.933×10^-4

質量磁化率：3.42×10^-8m/kg

摩爾磁化率：3.352×10^-9m/mol

摩爾熱容：23kJ/mol

汽化熱：550kJ/mol

比熱容：63J/(kg·K)

鍀在空氣中的反應活性，比在週期表中緊挨在鍀上面的錳弱，而與在週期表中緊挨在鍀下面的錸相當。鍀在空氣中只能緩慢地失去光澤，生產出來的鍀一般是粉末狀或海綿狀的，這樣會大大提高鍀的反應活性，在氧氣中加熱鍀，會生成氧化鍀（Ⅶ）（七氧化二鍀，Tc₂O₇）。 ^[7] 

鍀在氟氣中燃燒生成TcF₅和TcF₆的混合物，和氯氣反應生成TcCl₄和其他含氯化合物的混合物。鍀和硫反應生成TcS₂。鍀不和氮氣反應。鍀不溶於氫鹵酸或氨性H₂O₂中，但溶於中性或酸性的H₂O₂溶液中。 ^[9-10] 

金屬鍀的製備可在具備嚴格的安全條件下進行，可用氫氣在700一900℃下還原高鍀酸銨得到銀灰色的純鍀粉，也可用氫氣在1100℃時還原七硫化二鍀製取。NH₄TcO₄在1mol/dm³H₂SO₄溶液中電解，在銅陰極上可得到光亮的純鍀鍍層。還可在赤熱條件下分解（NH₄）zTcCI。得到純鍀粉。 ^[15] 

原子反應堆核燃料再處理時的副產品中，含有壽命較長的同位素⁹⁹Tc。此元素現已可以大量的製得，並有市售。使用鍀的實驗室以及實驗條件必須在滿足非密封射線源處理條件要求下進行。

由於⁹⁹Tc的半衰期約為10⁸年，所以1g的⁹⁹Tc，約為16mci，1mci約為60mg的⁹⁹Tc。處理時必須十分小心。

製法 市售品系從核裂變產物中分離出來的產品，大部分為⁹⁹Tc。通常可購入高鍀酸銨NH₄TcO₄這一類型的產品1mci單位。除此以外，也有通過與鉬核的(n，γ)反應，生成壽命更長的同位素，但鉬的吸收截面積小，而且從大量的鉬中分離很複雜，故難以得到。

⁹⁹Tc本身的放射線是所謂軟性(soft)的β射線，比起處理鐳、釙來，其實驗還是較易進行的。但必須時刻記住：本品是放射性元素，不得任意將其捨棄，而應加以回收。由於本品價格昂貴，故進行回收是極有意義的工作。

回收時，用過氧化氫或過二硫酸銨(NH₄)₂S₂O₈進行氧化，使其成為高鍀酸根離子TcO^-₄的形式，然後以高氯酸根離子作為載體，使之析出四苯基砷鹽沉澱。也可用錸作載體。此外，七價鍀用七價錸作載體時，經硫化氫處理，鍀變成Tc₂S₇的沉澱而加以分離。

金屬鍀的製備須在具備嚴格的安全條件下進行。可用氫氣在700～900℃下還原高鍀酸銨得到銀灰色的純鍀粉，也可用氫氣在1100℃時還原七硫化二鍀製取。NH₄TcO₄在1mol/L H₂SO₄溶液中電解，在銅陰極上可得到光亮的純鍀鍍層。還可在赤熱條件下分解(NH₄)₂TcCl₆得到純鍀粉。 ^[8] 

因為同位素Tc-97具有260萬年的長半衰期，故用於化學研究。過鍀酸鹽是鋼的良好緩蝕劑。鍀在冶金中用作示蹤劑，還用於低温化學及抗腐蝕產品中，亦用作核燃料燃耗測定 ^[11]  。

鍀99m，一種鍀的半衰期極短的不穩定同位素，是核醫學臨牀診斷中應用最廣的醫用核素，常用鍀（Tc-99m）焦磷酸鹽注射液拼音名。用99Tcm標記的用於診斷臟器疾病和功能的放射性顯像劑。從⁹⁹Mo-⁹⁹Tcm-發生器用生理鹽水淋洗得到的是⁹⁹TcmO₄^-，用於甲狀腺顯像。但多數情況下用還原劑還原成+1、+3、+4和+5價離子與含O、N、S、P等供體原子的化合物反應制成放射性藥的。⁹⁹Tcm放射性藥物不僅用於狀態圖像診斷，而且還可用於功能（如腦、心肌，肝功能等）診斷，已佔診斷用放射性顯像劑的約85%，可用於診斷腦、心肌和腫瘤等疾病和幾乎所有臟器疾病。 ^[12-14]