锝（首个以人工方法制得的元素）

定义

锝（dé）是首个以人工方法制得的元素，其主要来源为反应堆中铀裂变产物。至80年代初还没有在地球上找到天然存在的锝。用氢在500～600℃还原硫化锝(Tc2S7)或过锝酸铵，可得金属锝。在硫酸溶液中电解过锝酸铵也可析出金属锝。锝的性质与同族元素铼相似。高温下锝与氧生成挥发性的氧化物Tc2O7。常见同位素Tc-97的半衰期260万年，可用作制备β射线标准源。少量的（约5×10^(-5)mol）过锝酸铵可使钢材的腐蚀大为减慢。锝和锝钼合金具有良好的超导性质。1960年以前，锝只能小量生产，价格曾高达2800美元/克；70年代末已能进行千克量级生产，价格已下降到60美元/克以下。现在锝已经达到成吨级的产量，是从核燃料的裂变产物中提取的。金属锝抗氧化，在酸中溶解度不大，因此可用作原子能工业设备的防腐材料。该金属呈银白色，但通常获得的是灰色粉末。在潮湿的空气中缓慢失去光泽，在氧气中燃烧，溶于硝酸和硫酸。锝是地球上已知的最轻的没有稳定同位素的化学元素。

门捷列夫在建立元素周期系的时候，曾经预言它的存在，命名它为eka-manganese（类锰）。莫斯莱确定了它的原子序数为43。其实，有关这个元素发现的报告早在门捷列夫建立元素周期系以前就开始了。在1846年，俄罗斯盖尔曼声称，从黑色钛铁矿（ilmenite）中发现了这个元素，就以这个矿石的名称命名它为ilmenium，并且测定了它的原子量约104.6，叙述了它的一些性质与锰相似。接着，1877年，俄罗斯圣彼得堡的化学工程师克恩发表发现了一种占据钼和钌之间的新元素报告，其原子量经测定等于100。但它却被另一些化学家证明是铱、铑和铁的混合物。亚洲的化学家们也不甘落后，在1908年，日本化学家小川声称从方钍石中发现这一元素并命名为nipponium；到1924年，又有化学家报告，利用X射线光谱分析从锰矿中发现了这一元素，命名为moseleyum。迟至1925年，德国科学家也宣布，在铌铁矿中发现了这一元素。但这些发现都没有被证实和承认。

于是43号元素被认为是“失踪了”的元素。后来，物理学家们的“同位素统计规则”解释了它“失踪”的缘由。这个规则是1924年前苏联学者苏卡列夫提出来的，在1934年被德国物理学家马陶赫确定。根据这个规则，不能有核电荷仅仅相差一个单位的稳定同量素存在。同量素是指质量数相同而原子序数不同的原子，如Ar-40、K-40、Ca-40都有相同的质量40。由于它们的原子序数不同，所以它们处在元素周期表不同的位置上，因而又称异位素。锝前后的两个元素钼（42）、钌（44）分别有一连串质量数94~102之间稳定同位素存在，所以再也不能有锝的稳定同位素存在，因为锝的质量数应当是在这些质量数之间。

在1936-1937年首先实现了人工方法制取它。1936年底意大利年轻的物理学家谢格尔到美国伯克利（Berkeley）进修。他利用那里一台先进的回旋加速器，用氘核照射钼，并把照射过的钼带回意大利帕勒莫（Palerma）大学。他在化学教授彼利埃协助下，经历近半年时间，分离出10-10克的Tc-99，并确定新元素的性质与铼非常相似，而与锰的相似程度较差。随后，二人从铀的裂变产物中得到锝的许多同位素，自然界仅发现极少量的锝99；已发现质量数90～110的全部锝同位素。在1962年，B.T.Kenna及P.K.Kurod在非洲的一个八水化三铀矿中，从铀-238的裂变物之中，找到了微量的锝-99。

锝长久以来折磨着化学家们，因为不能找到它。我们现在知道它所有的同位素都是放射性的，而且任何来自地球地壳的这种元素的矿物早已衰变。（其寿命最长的同位素的半衰期是4百万年。）即便如此，有些锝原子会在铀发生核裂变产生，一吨铀只有约1毫克锝。在20世纪20年代声明发现了这个元素，或者说至少是观察到了它的光谱了，不能被完全低估。

锝是由EmilioSegrè于1937年在意大利被发现的。他研究来自加利福尼亚的钼，这需要暴露在高能量的辐射中，他发现锝出现了并分离了它，今天，这种元素从废核燃料棒中成吨提取。

性质

【元素名称】：锝

【元素符号】：Tc

【元素原子量】：97.907215966（Tc-98）96.906365358（Tc-97）

【元素类型】：第一个人工合成的放射性金属元素

【化学分子式】：Tc

【质子数】：43

【中子数】：55

【原子序数】：43

【所属周期】：5

【所属族数】：VIIB

【核电荷数】43

【外围电子层排布】：4d55s2

【电子层】：K-L-M-N-O

【电离能】：(kJ/mol)

第一电离能：702，

第二电离能：1472，

第三电离能：2850，

第四电离能：4100，

第五电离能：5700，

第六电离能：7300，

第七电离能：9100。

氧化态：+4、+5、+6、+7

【晶体结构】：密排六方晶胞

【晶胞参数】：a=273.5pmb=273.5pmc=438.8pm

α=90°β=90°γ=120°。

【名称由来】：希腊文technetos。意为“人造的”。

【元素描述】：银灰色金属

【熔点】：2172℃

【沸点】：4877℃

【密度】：11.5g/cm（排名：23）

【地壳丰度】：5×10^(-16)%

【摩尔体积】：8.52cm/mol

【受拉屈服强度】：1.29GPa（排名：1）

【极限抗拉强度】：1.51GPa（排名：1）

【导热率】：51W(mK)（排名：34）

【电阻率】：2×10^(-7)Ωm

【电导率】：5×10^6S/M

【磁性特征】：顺磁性

【超导临界温度】：7.8K

【蒸气压】：0.0229帕（2423K）

【负电性】：1.9（鲍林标度）

【原子半径】：135pm（电子基态性质）

【电子亲和力】：53kJ/mol

【共价半径】：147pm

【放射性比度】：32MBq/g

【衰变方式】：β衰变

【体积磁化率】：3.933×10^(-4)

【质量磁化率】：3.42×10^(-8)m/kg

【摩尔磁化率】：3.352×10^(-9)m/mol

【摩尔热容】：23kJ/mol（排名：15）

【汽化热】：550kJ/mol（排名：12）

【比热容】：63J/(kgK)（排名：88）（以上均为标准情况下）

【核自旋】：TC-85：1/2-|TC-86：0+|TC-87：9/2+|TC-88：2或3（不确定）TC-89：9/2+|TC-90：1+|TC-91：9/2+|TC-92：8+|TC-93：9/2+|TC-94：7+|TC-95：9/2+|TC-96：7+|TC-97：9/2+|TC-98：6+|TC-99：9/2+|TC-100：1+|TC-101：9/2+|TC-102：1+TC-103：5/2+TC-104：3+TC-105：3/2-TC-106：1或2（不确定）TC-107：3/2-TC-108：2+TC-109：5/2+TC-110：2+|TC-111：5/2+TC-112：2+TC-113：3/2-TC-114：2+TC-115：3/2-TC-116：2+|TC-117：3/2-TC-118：2+

【主要同位素】：

【不稳定同位素】：TC-96（100小时）TC-95（20小时）TC-94（4.89小时）TC-93（160分钟）TC-104（18分钟）TC-101（14.22分）TC-105（7.67分）TC-92（4.25分）TC-91（188秒）TC-103（54.2秒）TC-107（21.2秒）TC-106（35.6秒）TC-100（15.46秒）TC-90（8.7秒）TC-89（12.8秒）|TC-88（5.8秒）|TC-102（5.28秒）TC-108（5.17秒）TC-87（2.18秒）TC-110（920毫秒）TC-109（860毫秒）TC-111（290MS）TC-113（170毫秒）TC-114（150毫秒）TC-116（90毫秒）TC-115TC-112（290毫秒）（73毫秒）TC-86（55毫秒）TC-117（40毫秒）TC-118（30毫秒）TC-85（110纳秒）

【中子截面】：22B

【元素来源】：是核反应堆的主要裂变产物之一，或采用中子作用于Mo-98制得。在温度为1000-1100℃时用氢还原硫化物时能制备出金属锝。

【元素用途】：

【发现人及发现过程】：佩里厄（Perrier）、塞格瑞（Segre）时间1937年，在劳伦斯加速器里以氘核轰击Mo-98而得。

【CAS号】：7440-26-8

锝的电化学性质介于铼和锰之间，更接近于铼。锝的重要化合物有两种氧化锝、卤化锝、两种硫化锝等。

锝在空气中加热到500℃时，燃烧生成溶于水的Tc2O7：

4Tc+7O2→2Tc2O7

锝在氟气中燃烧生成TcF5和TcF6的混合物，和氯气反应生成TcCl4和其他含氯化合物的混合物。锝和硫反应生成TcS2。锝不和氮气反应。锝不溶于氢卤酸或氨性H2O2中，但溶于中性或酸性的H2O2溶液中。

氧化锝;terbiumoxide

共有7种不定组成，其中以Tb4O7为最稳定的褐色粉状体。熔点2303℃。磁矩较大为9.63M.B.。其化学性质及制备方法都同于镧系元素。可制取三基色荧光粉及磁致伸缩材料等。

制取方法

锝-97可以从氘轰击钼所得，锝-99可以从铀之裂变作用所得。用氢在500～600℃还原硫化锝(Tc2S7)或过锝酸铵，可得金属锝。在硫酸溶液中电解过锝酸铵也可析出金属锝。

锝药物

药物名称：99m锝-植酸盐适应症：肝、脾扫描。

类别：放射性核素诊断用药

;锝[99mTc]焦磷酸盐注射液

药物名称：99m锝-焦磷酸盐

别名：99m锝-焦磷酸盐；锝[99mTc]焦磷酸盐注射液

适应症：骨扫描，心肌显象。

类别：放射性核素诊断用药

药物名称：高锝[99mTc]酸钠注射液适应症：脑扫描、甲状腺扫描均可用高助O4。肝、脾、骨髓扫描用高锝－S7胶体。肾扫描用高锝二巯丁二钠或高锝DTPA。胎盘扫描用高锝HSA。骨扫描用高磷酸盐肺扫描用高锝（大颗粒聚合物）。

类别：放射性核素诊断用药

药物名称：锝[99mTc]泮替酸盐

英文名：Technetium[99mTc]Pentetate

药理作用：本品呈高度水溶性，由肾小球滤过随尿排出。腰穿注入蛛网膜下腔后在脑脊液中扩散和泳动，最后也经肾小球滤过排出。口服不被食管和胃黏膜吸收。

适应症：用于肾动态显像，脊髓、脑蛛网膜下腔和脑池显像等。

用量用法：

1.肾动态显像：静注111-296MBq后，用γ相机快速连续采集包括双肾和部分膀胱区域的放射影像。2.脊髓蛛网膜下腔和脑池显像：在腰部脊髓蛛网膜下腔内注入74MBq，24小时内间断显像。3.测定食管通过时间、胃排空时间和胃食管反流：吞咽37MBq本溶液后，连续摄取食管内放射性动态影像，计算食管通过时间。如在溶液完全进入胃内后，在胃部逐渐加压，观察食管有无放射性出现以及与压力大小的关系，可观察有无胃食管反流。

注意事项：如发生变色或混浊，则停止使用。

规格：注射剂：185MBq/2.1mg。

类别：放射性核素诊断用药

药物名称：锝[99mTc]双半胱乙酯

英文名：Technetium[99mTc]L

药理作用：本品pH5.0-6.5，半衰期6小时，放射γ射线静注后可透过完整的血脑屏障而进入脑细胞，且不能反扩散出脑细胞。其进入脑细胞的量与局部脑血流量（rCBF）成正比。

适应症：用于rCBF显像和定量测定。

用量用法：静注：每人740-1110MBq。注药前30分钟口服过氯酸钾400mg，注药前10分钟给患者戴眼罩、耳塞，注射后5分钟取下。注药后15-60分钟进行rCBF显像。

注意事项：如发生变色或混浊，则停止使用。

规格：注射剂：370-5550MBq/1.0mg。

类别：放射性核素诊断用药

药物名称：锝[99mTc]依替菲宁

英文名：Technetium[99mTc]Etifenin

药理作用：本药由肝细胞自血液中迅速摄取并分泌入胆汁，经胆道系统进入肠腔而排出。

适应症：用于胆囊显影、胆囊功能测定，黄疸鉴别和胆汁反流的诊断。

用量用法：静注：空腹2小时以上，静注74-111MBq，2小时内在上腹部间断显像获得胆道系统动态影像。肝细胞癌诊断和定位需延迟2-5小时显像。

注意事项：1.当血清胆红素>205umol/L时，难以显影。黄疸鉴别诊断有时需延迟显像，甚至长达24小时以上。2.孕妇禁用。3.如发生变色或混浊，则停止使用。

规格：注射剂：111MBq/42.7mq。

类别：放射性核素诊断用药

应用领域

因为同位素Tc-97具有260万年的长半衰期，故用于化学研究。过锝酸盐是钢的良好缓蚀剂。锝在冶金中用作示踪剂，还用于低温化学及抗腐蚀产品中，亦用作核燃料燃耗测定。

锝99m，一种锝的半衰期极短的不稳定同位素，是核医学临床诊断中应用最广的医用核素，常用锝(Tc-99m)焦磷酸盐注射液拼音名（TECHNETIUM[99mTc]PYROPHOSPHATEINJECTION）。用99Tcm标记的用于诊断脏器疾病和功能的放射性显像剂。从99Mo-99Tcm-发生器用生理盐水淋洗得到的是99TcmO4-，用于甲状腺显像。但多数情况下用还原剂还原成+1，+3，+4和+5价离子与含O，N，S，P等供体原子的化合物反应制成放射性药的。99Tcm放射性药物不仅用于状态图像诊断，而且还可用于功能(如脑、心肌，肝功能等)诊断，已占诊断用放射性显像剂的约85%，可用于诊断脑、心肌和肿瘤等疾病和几乎所有脏器疾病。^[1]