Технецький

Технецій Технецій (латів. Technetium), Тс, радіоактивний хімічний елемент VII групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 43, атомна маса 98, 9062; метал, ковкий і пластичний. Технецій стабільних ізотопів немає. З радіоактивних ізотопів (близько 20) практичного значення мають два: 99Тс і 99mTc з періодами піврозпаду відповідно Т½ = 2,12 Ч105лет і T½ = 6,04 год. У природі елемент перебуває у незначних кількостях — 10−10 р один т уранової смолки.

Фізичні і хімічні властивості. Металевий Технецій як порошку має сірого кольору (нагадує Re, Mo, Pt); компактний метал (зливки плавленого металу, фольга, дріт) сріблясто-сірого кольору. Технецій в кристалічному стані має гексагональную грати щільною упаковки (а = 2,735 [pic], з = 4,391 [pic]); в тонких шарах (менш 150 [pic]) — кубічну гранецентрированную грати (а = 3,68? 0,0005 [pic]); щільність Т. (з гексагональної гратами) 11,487 г/см3, tпл 2200? 50? З; tkип 4700? З; удільне электросопротивление 69 * 10−6 омЧсм (100 ?З); температура переходу до стану надпровідності Тс 8,24 До. Технецій парамагнитен; його магнітна сприйнятливість при 25 градусів — 2,7 * 10−4. Конфігурація зовнішньої електронної оболонки атома Тс 4d55s2; атомний радіус 1,358 [pic]; іонний радіус Тс7+ 0,56 [pic]. По хімічним властивостями Tc близький до Mn і особливо до Re, в з'єднаннях виявляє ступеня окислення від -1 до +7. Найбільш стійкі і добре вивчені сполуки Tc певною мірою окислення +7. При взаємодії Технецію або його сполук з киснем утворюються окисли Tc2O7 і TcO2, з хлором і фтором — галогениды ТсХ6, ТсХ5, ТсХ4, можливо освіту оксигалогенидов, наприклад ТсО3Х (де Х — галоген), зі сріблясто-сірою — сульфіди Tc2S7 і TcS2. Технецій утворює також технециевую кислоту HTcO4 і її солі пертехнаты MеTcO4 (де Ме — метал), карбонильные, комплексні і металлорганические сполуки. У ряду напруг Технецій стоїть правіше водню; не реагує з соляної кислотою будь-яких концентрацій, але легко розчиняється в азотної і сірчаної кислотах, царської горілці, перекису водню, бромной воде.

Одержання. Основним джерелом Технецію служать відходи атомної промисловості. Вихід 99Tc під час ділення 235U становить близько 6%. З суміші продуктів розподілу Технецій як пертехнатов, окислів, сульфидов витягають екстракцією органічними розчинниками, методами іонного обміну, осадженням малорастворимых похідних. Метал отримують відновленням воднем NH4TcO4, TcO2, Tc2S7 при 600−1000 градусів чи электролизом.

Застосування. Технецій — перспективний метал у техніці; може застосовуватися як каталізатор, високотемпературний і надпровідний матеріал. Сполуки Технецію. — ефективні інгібітори корозії. 99mTc використовують у медицині як джерело g-випромінювання. Технецій радиационноопасен, роботу з ним вимагає спеціальної герметизированной аппаратуры.

Історія відкриття. Ще 1846 року працював у Росії хімік і мінералог Р. Герман знайшов у Ільменських горах на Уралі невідомий раніше мінерал, під назвою їм иттроильменитом. Вчений не заспокоївся на досягнутому і спробував виділити потім із нього новий хімічний елемент, який, як він вважав, міститься у мінералі. Не встиг він відкрити свій ильмений, як відомий німецький хімік Р. Розі, «закрив» його, довівши хибність робіт Германа. Через століття ильмений знову на авансцені хімії - про неї згадали претендента в ролі «чи й не — марганцю», що був зайняти порожнє в періодичної системі місце під номером 43. Але репутація ильмения була сильно «підмочена» роботами Р. Розі, і, попри те, що багато його властивості, зокрема і атомний вагу, цілком підходили для елемента № 43, Д. І. Менделєєв стане оформляти йому прописку у своїй таблиці. Подальші дослідження остаточно переконали науковий світ тому, що ильмений може стати історію хімії лише з сумної славою однієї з численних лжеэлементов. Оскільки святе місце порожнім немає, претензії на право зайняти в його з’являлися одна одною. Дэвий, люций, ниппоний — усі вони лопалися, як мильні бульбашки, ледь встигнувши з’явитися світ. Та ось 1925 року німецькі вчені дружини Іда й Вальтер Ноддак опублікували повідомлення у тому, що вони виявлено дві нові елемента — мазурий (№ 43) і реній (№ 75). До ренію доля виявилася прихильної: він одразу ж узаконений прав і негайно зайняв приготовлену для нього резиденцію. І це до мазурию фортуна повернулася спиною: і його першовідкривачі, ні ті вчені було неможливо науково підтвердити відкриття цього елемента. Щоправда, Іда Ноддак заявила, що «незабаром мазурий, подібно ренію, можна буде потрапити купувати в українських магазинах», але хіміки, як відомо, словами вірить, інших, переконливіших доказів дружини Ноддак не мали, — список «лжесороктретьих» поповнилося ще одним невдахою. У цей час деякі вчені почали схилятися до думки, що зовсім в повному обсязі елементи, передбачені Менделєєвим, зокрема елемент № 43, перебувають у природі. Можливо, їх просто немає і чого даремно змарнувати часу і ламати списи? Такого висновку прийшов навіть великий німецький хімік Вільгельм Прандтль, що наклав «вето» для відкриття мазурия. Внести ясність у цей питання дозволила молодша сестра хімії - ядерна фізика, яка встигла вже до того часу завоювати міцний авторитет. Один із закономірностей цієї науки (помічена в 20-х роках радянським хіміком З. А. Щукаревым й остаточно сформульована в 1934 року німецьким фізиком Р. Маттаухом) називається правилом Маттауха — Щукарева, чи правилом заборони. Сенс її полягає у цьому, що у природі що неспроможні існувати два стабільних изобара, ядерні заряди відрізняються на одиницю. Іншими словами, якщо в якого — або хімічного елемента є стійкий ізотоп, його найближчих сусідів за таблицею «категорично забороняється» мати стійкий ізотоп з тим самим масовим числом. У цьому сенсі елементу № 43 року пощастило: його сусіди зліва і правих — молібден і рутеній — потурбувалися про те, щоб усе стабільні вакансії сусідніх «територій» належали їх изотопам. І це означало, що елементу № 43 випала тяжка частка: хоч би скільки ізотопів не мав, усі вони приречені на нестійкість, отже, вони мусили безупинно — вдень і вночі - розпадатися, хотіли вони це чи ні. Резонно припустити, що коли і - то елемент № 43 існував Землі в помітних кількостях, але поступово зник, як ранковий туман. То чому ж у такому разі донині збереглися уран і торій? Адже вони також радіоактивні і, отже, з перших днів життя розпадаються, так би мовити, повільно, але вірно? Але саме тут й полягає у відповідь наш питання: уран і торій лише тому й збереглися, що розпадаються повільно, значно повільніше, ніж інші елементи з природною радіоактивністю (але що від початку існування Землі запаси урану у її природних комор зменшилися приблизно сто раз). Розрахунки американських радиохимиков показали, що хитливий ізотоп тієї чи іншої елемента має, дожити в земної корі з «створення світу» донині в тому разі, якщо його період піврозпаду перевищує 150 мільйонів років. Забігаючи вперед, скажімо, що коли і отримано різні ізотопи елемента № 43, з’ясувалося, що період піврозпаду самого долгоживущего їх лише трохи більше двох із половиною мільйонів років, і, отже, останні його атоми припинили існування, певне, навіть набагато раніше появи Землі першого динозавра: адже наша планета «функціонує» у Всесвіті вже приблизно 4,5 мільярди років тому. Отже, якщо вчені хотіли «помацати» власноручно елемент № 43, його потрібно було цими самими саме руками і створювати, оскільки природа давно внесла його до списків зниклих. Але з плечу чи науці таке завдання? Так, під силу. Це вперше експериментально довів ще 1919 року англійський фізик Ернест Резерфорд. Він піддав ядро атомів азоту жорстокої бомбардуванню, у якій знаряддями служили постійно распадавшиеся атоми радію, а снарядами — які утворюються у своїй альфа — частки. Через війну тривалого обстрілу ядра атомів азоту поповнилися протонами і він перетворився на кисень. Досліди Резерфорда озброїли учених незвичайній артилерією: з її допомогою можна було руйнувати, а створювати — перетворювати одні речовини до інших, отримувати нові елементи. Чому ж не спробувати добути у такий спосіб елемент № 43? За рішення цієї проблеми взявся молодий італійський фізик Еміліо Сегре. На початку 30 — x років працював у Римському університеті під керівництвом що тоді знаменитого Енріко Фермі. Разом коїться з іншими «хлопчатами» (так Фермі жартівливо називав своїх талановитих учнів) Сегре брав участь у дослідах по нейтронному опроміненню урану, вирішував багатьох інших проблеми ядерної фізики. І ось молодий вчений отримав привабливу пропозицію — очолити кафедру фізики в Палермском університеті. Коли він приїхав до давню столицю Сицилії, його чекало розчарування: лабораторія, якої йому судилося керувати, була ніж скромної і вид її зовсім на викликав довіру до науковим подвигам. Але великим було бажання Сегре глибше поринути у таємниці атома. Влітку 1936 року перетинає океан, щоб побувати у американському місті Берклі. Тут, в радіаційної лабораторії Каліфорнійського університету вже кілька років діяв винайдений Ернестом Лоуренсом циклотрон — прискорювач атомних частинок. Сьогодні це невеличке пристрій видалося фізикам ніж — то на кшталт дитячої іграшки, але час першим у світі циклотрон викликав захоплення заздрість учених із інших лабораторій (в 1939 року над його створення Еге. Лоуренс удостоївся Нобелівської премії). Непомітно підійшов до кінця термін перебування Сегре США. Важко і було розлучатись із циклотроном — про таке устаткуванні не міг тоді навіть мріяти. Незадовго до його від'їзду вченому спала на думку цікава думка: захопити з собою у Італію платівку молібдену, яку протягом кількамісячної обрушувався потужний потік прискорених на циклотроне дейтронів — ядер важкого водню (дейтерію). Лоуренс охоче пішов назустріч своєму старшому колезі, і той повернулося на Палермо з кількома зразками непоказного на цей вид, але дорогоцінного молібдену. То навіщо ж вони знадобилися Сегре? «Ми мали вагомих підстав думати, — писав Пауль згодом, — що молібден після бомбардування його дейтронами повинен перетворитися на елемент з номером 43…» У насправді, адже атом молібдену має у своєму ядрі 42 протона. Якщо дейтрон, що з протона і нейтрона, зуміє поринути у ядро атома молібдену, у ньому виявиться вже 43 протона, т. е. саме стільки, скільки має бути, у ядрі елемента № 43. Здається, все досить просто, але спробуй, доведи це експериментальним шляхом. Хай не пішли, у грудні 1937 року Сегре та її помічник мінералог Карло Перьє засукали рукави й взялися до роботи. Насамперед вони з’ясували, що заокеанський молібден випромінює бета — частки — швидкі ядерні електрони. Отже, у ньому справді «сидить» радіоактивний ізотоп, але хоч саме? Це то, можливо ізотоп як найбільш молібдену, і інші елементи, наприклад цирконію, ніобію, рутенію чи шуканого «сорок третього». Через війну скрупульозного хімічного «розслідування» все елементи, крім останнього, зуміли довести свою повну непричетність до бета — випромінюванню. Після їхнього видалення вчені одержали, нарешті, довгоочікуваний «чи й не — марганець». Щоправда, отримали — мабуть, занадто голосно сказано: з’ясувалося пізніше, вони мали справа лише від 0,1 грама нового речовини. Втім, для фізиків одна десятимільярдна частка грама — негаразд і мало: відкриття менделевия (№ 101) було зареєстровано, коли вдалося «добути» всього 17 атомів цього елемента. Для наочності наведемо такий приклад: коли всі атоми заліза, які у крихітної шпилькової голівці, рівномірно розподілити поверхнею земної кулі, то, на кожному квадратному метрі «оселиться» близько десяти мільйонів) атомів. Отже, у червні 1937 року штучно ученим пощастило відтворити перший з «вимерлих» Землі хімічних елементів. Не роздумуючи, Еге. Сегре і Ко. Перьє назвали сорок третій елемент технецием, що у перекладі з грецького («техникос») отже штучний. Хоча технецію до рук учених було, будьмо відверті, негусто, вони ж визначили деякі властивості нового елемента і ми переконалися, що він родич ренію, причому досить близький. Зрозуміло, яке велике було бажання хіміків і фізиків усього світу дізнатися побільше подробиць про штучному новоселе таблиці Менделєєва. Але щоб вивчати технецій, потрібно було його мати. Усі розуміли, що у опромінений молібден розраховувати було: занадто бідний він був технецием. Треба було підшукати більш придатну кандидатуру в ролі постачальника цього елемента. Пошуки тривали недовго: вже у 1940 року всі хоча б Сегре та її асистентка By Цзяньсюн виявили, що з самих довгоіснуючих ізотопів технецію у досить солідних кількостях є у про «уламках», які виникають під час ділення урану внаслідок опромінення його нейтронами (той процес є основою роботи ядерних реакторів). На один кілограм «осколків» доводиться кілька грамів технецію — то є над що поговорити всерйоз. Не дивно, що ядерні реактори стали по сумісництву своєрідними «фабриками», що роблять технецій. Спочатку продукція цих «фабрик» — важкий тугоплавкий сріблясто — білий метал — коштувала, відверто кажучи, дорогувато — в тисячі разів дорожче золота. Але атомна енергетика розвивалася дуже енергійно (те що він і енергетика!). Рік у рік «спалювалося» дедалі більше палива, і уранові «осколки» поступово ставали менш дефіцитним товаром, як раніше. Ціна на технецій початку різко. Однак процес вилучення його з радіоактивних «осколків» дуже складний, тому у 1965 року кожен грам «синтетичного» металу оцінювався на світовому ринку 90 доларів. Але виробництво його визначалося не частками міліграма, а десятками і сотнями кілограмів, і науковці могли тепер всебічно вивчити його властивості, спробувати визначити можливі сфери його майбутньої діяльності. Найважливіше професія технецію визначилася досить швидко: боротьби з корозією. Ця підступна «хижачка» завдає людству величезних збитків, немилосердно з'їдаючи щороку мільйони тонн стали. Металурги, щоправда, вміють варити нержавіючу сталь — «страву», яке корозії за зубах. Але, у — перших, така сталь значно дорожча за звичайну; у — других, стали всякі потрібні, а зробити метал це й нержавіючим, і, наприклад, износостойким який завжди можливо; нарешті, в — третіх, просто більше не напастись стільки хрому і нікелю, без яких «нержавійку» не звариш, як не приготуєш юшку без риби. Металознавці, хіміки, фізики постійно шукають способи приборкати апетит корозії, зробити його менш ненажерливою. Вирішити антикоррозионную проблему негаразд — то просто, але успіхів у цьому терені вже чимало. Вчені виявили, зокрема, деякі речовини мають найціннішими властивостями: роблять поверхню металу хімічно пасивної отже, надійно захищають вироби від корозії. Ці речовини дістали назву інгібіторів (від латинського слова «ингибире» — гальмувати, утримувати). Найбільш здатним їх виявився технецій: він має найбільшу ингибирующим ефектом. Якщо сталеву деталь обробити розчином, у якому присутні ледь вловимі кількості пертехнатов (солей технециевой кислоти) — всього стотысячные частки відсотка, вона виявиться неприступною фортецею для іржі. Навіть значний нагрівання (до 250°С) нездатна у своїй допомогти «агресорові». Чималий інтерес представляє ще одне цінне властивість технецію. Відомо, що поблизу абсолютного температурного нуля (-273,16°С) багато метали стають сверхпроводниками, т. е. практично перестають надавати яке би там не було опір проходженню електричного струму. Що точка переходу в надпровідний стан (так звана критична температура), то більші перспективи обіцяє це властивість техніці. У цьому вся сенсі в технецію немає конкурентів: він цілком безперешкодно проводить струм при 8,24 До (-264,92°С), тоді як іншим металам для цього ще трохи «поостыть». Вчені не полишають надії знайти технецій в земної корі, оскільки теоретично можна припустити, що «осколки» урану утворюються й у природних комор цього елемента; ще, не виключена можливість появи технецію у різних гірських породах, містять молібден, рутеній, ніобій: їх ізотопи під впливом космічних нейтронів, що сягають Землі, здатні перетворюватися на ізотопи елемента № 43. І все-таки покладати великі сподівання нашу планету, мабуть, годі й говорити. Ось чому багато дослідники у пошуках технецію звернули свій погляд (в буквальному значенні) інші небесні тіла. Ще 1951 року американський астроном Шарлотта Мур опублікувала сенсаційне повідомлення: спектральним аналізом технецій виявлено на Сонце. Через рік англійський астрофізик Р. Мерілл знайшов лінії цього елемента у спектрі деяких зірок з сузір'їв Андромеди і Кіта. Щоправда, подальшими дослідженнями відкриття Мур не підтвердилося, зате існування технецію на далеких зірках незаперечно доводили сотні спектрограм. Але особливо дивує було того, що зоряні запаси цього елемента виявилися цілком порівнянні з змістом цирконію, ніобію, молібдену. Можливо, технецій із сузір'я Андромеди, на відміну земного, стабільний і тому розпаду заборонена? Ні, це виключено. Тоді, можливо, зірки, про яких мова, значно молодший від землі і технецій ще просто більше не встиг перетворитися на інші елементи? І така версія відпадає, бо ці зірки й наша планета належать одного «поколінню». У разі напрошується єдиний висновок: всередині деяких небесних тіл технецій утворюється й у час. Як це відбувається, наука ще неспроможна точно пояснити, а лише висуває ряд гіпотез. Певне, у процесі еволюції зірок у тому надрах безупинно протікають термоядерні реакції й у результаті світ народжуються різні хімічні элементы.

1) Загальні сведения.

2) Хімічні і навіть фізичні свойства.

3) Получение.

4) Применение.

5) Історія открытия.

Уральський хіміко-технологічний колледж.

Реферат.

На тему: «Технеций».

Преподаватель.

Ваганова Е.В.

Студент.

Групи ХТОВ-01.

Іванов С.А.

2004 г.

1) Котегов До. У., Павлов Про. М., Шведов У. П., Технецій, М., 1965;

Одержання Тс99 як металу та її з'єднання з відходів атомної промисловості, в кн.: Виробництво ізотопів, М., 1973.

2) Хімія (довідкове видання) / У. Шретер, До. Лаутеншлегер.: Пер. с.

Німецького — М.: Хімія, 1989. — Пер. вид.: НДР, 1986 г.