Loading AI tools
عنصر كيميائي رمزه Tc وعدده الذري 43 من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
التكنيشيوم هو عنصر كيميائي اصطناعي رمزه Tc والعدد الذري 43؛ وينتمي إلى عناصر المستوى الفرعي d في الدورة الخامسة، ويقع في المرتبة الثانية ضمن عناصر المجموعة السابعة في الجدول الدوري. التكنيشيوم عنصر مشع، وهو أخف العناصر الكيميائية التي نظائرها جميعها مشعّة؛ إذ يعد هو والبروميثيوم من العناصر المشعة الخفيفة التي جيرانها في الجدول الدوري عناصر مستقرة. لا يوجد التكنيشيوم بشكل حر في الطبيعة، إنما على هيئة ناتج انشطار نووي في خامات اليورانيوم والثوريوم وفي عدد من التفاعلات النووية للعناصر المجاورة مثل الموليبدنوم.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
المظهر | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
رمادي فلزي | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
الخواص العامة | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
الاسم، العدد، الرمز | تكنيشيوم، 43، Tc | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
تصنيف العنصر | فلز انتقالي | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي | 7، 5، d | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
الكتلة الذرية | 98 غ·مول−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
توزيع إلكتروني | Kr]؛ 4d5 5s2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
توزيع الإلكترونات لكل غلاف تكافؤ | 2, 8, 18, 13, 2 (صورة) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
الخواص الفيزيائية | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
الطور | صلب | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) | 11 غ·سم−3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نقطة الانصهار | 2430 ك، 2157 °س، 3915 °ف | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نقطة الغليان | 4538 ك، 4265 °س، 7709 °ف | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
حرارة الانصهار | 33.29 كيلوجول·مول−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
حرارة التبخر | 585.2 كيلوجول·مول−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
السعة الحرارية (عند 25 °س) | 24.27 جول·مول−1·كلفن−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ضغط البخار قيمة محسوبة | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
الخواص الذرية | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
أرقام الأكسدة | 7, 6, 5, 4, 3,[1] 2, 1[2], -1, -3 (أكاسيده حمضية قوية) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
الكهرسلبية | 1.9 (مقياس باولنغ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
طاقات التأين | الأول: 702 كيلوجول·مول−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
الثاني: 1470 كيلوجول·مول−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
الثالث: 2850 كيلوجول·مول−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نصف قطر ذري | 136 بيكومتر | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نصف قطر تساهمي | 7±147 بيكومتر | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
خواص أخرى | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
البنية البلورية | نظام بلوري سداسي | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
المغناطيسية | مغناطيسية مسايرة | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
الناقلية الحرارية | 50.6 واط·متر−1·كلفن−1 (300 كلفن) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
سرعة الصوت (سلك رفيع) | 16,200 متر/ثانية (20 °س) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
رقم CAS | 7440-26-8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
النظائر الأكثر ثباتاً | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
المقالة الرئيسية: نظائر التكنيشيوم | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ينتمي التكنيشيوم كيميائياً إلى الفلزات الانتقالية؛ ويوجد على هيئة فلز رمادي، ويشبه في خواصه الكيميائية جيرانه من المنغنيز والرينيوم. وكان ديميتري مندلييف قد تمكن من التنبؤ بخواص هذا العنصر قبل اكتشافه، وأطلق عليه مؤفتاً تسمية إيكامنغنيز، إلى أن جرى التمكن من اصطناعه أول مرة في سنة 1937، ليصبح أول عنصر كيميائي مصطنع، ومن هنا اشنقت تسميته من اللغة الإغريقية والتي تعني مصطنع.
يستخدم المصاوغ النووي 99mTc قصير العمر والمصدر لأشعة غاما بشكل واسع في مجال الطب النووي.
كان العالم ديميتري مندلييف [ط 1] رائداً في دراسة العناصر الكيميائية وتصميم الجدول الدوري، وكان قد اقترح عدة أشكال له في العقدين السادس والسابع للقرن التاسع عشر، وكانت التصاميم المقترحة تحوي على فجوة بين عنصري الموليبدنوم (العنصر 42) والروثينيوم (العنصر 44). توقّع مندلييف في سنة 1871 أن يشغر العنصر المفقود المكانَ تحت عنصر المنغنيز وأن تكون الخواص الكيميائية مشابهة له؛ وأطلق عليه تسمية إيكامنغنيز [ط 2] المؤقتة.[3] أثارت تلك التوقّعات الدافع لدى العديد من العلماء والباحثين للقيام بمزيد من الأبحاث للتمكّن من اكتشاف وتسمية العنصر المفقود. خاصّةً أن موقعه في الجدول الدوري كان شاغراً بين العديد من العناصر المعروفة والمكتشفة حينها، مما قد يوحي أن الاكتشاف قد يكون سهلاً. ولكن الأمر لم يكن بتلك السهولة، نظراً للخواص المشعّة للعنصر المفقود التي لم تكن معروفة في ذلك الزمن. على الرغم من ذلك ظهرت في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين العديد من الادعاءات التي زعمت اكتشاف العنصر 43.[4]
السنة | المدّعي | الاسم المقترح | المادة الفعلية |
---|---|---|---|
1828 | غوتفريد أوسان [ط 3] | بولينيوم [ط 4] | إريديوم |
1845 | هاينريش روزه [ط 5] | بيلوبيوم [ط 6] [5] | سبيكة تانتالوم ونيوبيوم |
1847 | هانز رودولف هيرمان [ط 7] | إلمينيوم [ط 8][6] | سبيكة تانتالوم ونيوبيوم |
1877 | سيرج كيرن [ط 9] | دافيوم [ط 10] [7] | سبيكة إريديوم وروديوم وحديد |
1896 | بروسبير بارييه [ط 11] | لوسيوم [ط 12] | إتريوم |
1908 | ماساتاكا أوغاوا [ط 13] | نيبونيوم [ط 14] | رينيوم [8][9] |
من بين تلك الادعاءات ما ظهر في عشرينيات القرن العشرين من العلماء الألمان فالتر نوداك [ط 15] وأوتو بيرغ [ط 16] وإيدا تاكه [ط 17]، الذين أعلنوا عن اكتشاف العنصرين 43 و75 في سنة 1925، واختاروا للعنصر 43 تسمية «مازوريوم» [ط 18] إشارةً إلى منطقة مازوريا [ط 19] التاريخية في شرق بروسيا (حالياً في بولندا)، حيث تعود أصول عائلة نوداك.[10] إلا أن تلك التسمية كانت مثيرةً للجدل، إذ فُسّرت على أنها إشارة إلى سلسلة المعارك التي انتصر فيها الجيش الألماني على الجيش الروسي في الحرب العالمية الأولى. إضافة إلى ذلك فإن منهجية البحث العلمي المتّبعة كانت محط جدل أيضاً؛ إذ أتى ادعاء الاكتشاف من تجرية قام حينها العلماء بقذف عينة من الكولومبيت [ط 20] بحزمة من الإلكترونات، وبفحص الصورة الطيفية واستنتجوا وجود العنصر 43 في العيّنة.[11] إلا أن التجارب اللاحقة لم تتمكن من تكرار النتائج، وأقرّ المجتمع العلمي أنّها خاطئة.[12][13] بالرغم من ذلك فقد ظهرت في سنة 1933 سلسلة من المقالات عن اكتشاف العناصر الكيميائية والتي أوردت التسمية مازوريوم فيها للإشارة إلى العنصر 43.[14] ظهرت محاولات جديدة لإعادة النظر في ادعاءات نوداك من منحى علمي، لكن الاستنتاجات رفضت من العالم بول كورودا [ط 21] بناء على الكمية التي من الممكن أن يكون فيها التكنيشيوم في الخامات المدروسة، فهي لا تتجاوز 3 × 10−11 ميكروغرام/كيلوغرام من العينة، وهي كمّية لا يمكن تحليلها وفق الطرائق التقليدية المتّبعة آنذاك من نوداك.[15][16]
بالنهاية تمكن العالمان كارلو بيرير [ط 22] وإميليو سيغري [ط 23] من تأكيد اكتشاف العنصر 43 في سنة 1937 إبان تجربة أجريت في جامعة باليرمو [ط 24].[17] وقبل ذلك بسنة كان إميليو سيغري في زيارة للولايات المتحدة، زار فيها جامعة كولومبيا [ط 25] في نيويورك أولاً ثم مختبر لورنس بيركلي الوطني [ط 26] في كاليفورنيا؛ وتمكن من إقناع إرنست لورنس [ط 27] مخترع المسرّع الدوراني [ط 28] بالحصول على أجزاء من المسرّع الدوراني المتروكة لأنها أصبحت مشعّة؛ فقام لورنس بشحن تلك القطع منها رقاقة معدنية [ط 29] من الموليبدنوم كانت جزءاً من الحارف (العاكس) [ط 30] في المسرّع الدوراني.[18] بعد الأبحاث الأولية كلّف سيغري زميله الكيميائي بيرير بمحاولة إثبات أن النشاط الإشعاعي في الشريحة ليس من الموليبدنوم، إنما من العنصر 43؛ وهذا ما تمكنا من فعله في سنة 1937 عندما عزلا نظيرين جديدين لهما كتلة ذرية 95 و97 والعدد الذري 43.[19][20] كان الاقتراح الأولي من موظفي جامعة باليرمو بتسمية العنصر الجديد «بانورميوم» [ط 31] وذلك نسبةً إلى بانورموس [ط 32] الاسم اللاتيني لمدينة باليرمو الإيطالية. إلا أن الاسم الحالي للعنصر 43 «تكنيشيوم» اعتمد دولياً في سنة 1947؛[19] وذلك نسبةً إلى الكلمة الإغريقية تكنيتوس [ط 33] بمعنى اصطناعي، إشارةً إلى أنه أول عنصر كيميائي مصطنع.[5][10] عاد سيغري مرة أخرى إلى الولايات المتحدة، والتقى مع غلين سيبورغ [ط 34] في جامعة كاليفورنيا في بركلي؛ وتمكنا من عزل المصاوغ النووي 99mTc والمستخدم حالياً في التطبيقات الطبية.[21]
بعد عدة سنوات من الاكتشاف وفي سنة 1952، كشف الفلكي باول ميريل [ط 35] عن وجود السمة المميزة للتكنيشيوم في طيف الانبعاث [ط 36] في الضوء الوارد من النجوم العملاقة الحمراء من النوع S [ط 37].[22] كانت تلك النجوم في المراحل الأخيرة من عمرها ولكنها كانت غنية بالعناصر قصيرة الأمد، مما دفع للتخمين بوجود تفاعلات نووية داخل النجوم، بالتالي بدأت نظريات التخليق النووي [ط 38] بالترسّخ؛[20] والتي أثبتت لاحقاً أنها ناتجة عن عمليات التقاط نيوترونات بطيئة.[ط 39][23]
بُرهن على وجود التكنيشيوم في النجوم الحمراء العملاقة في عمليات التخليق النووي؛[24][25][26] وتلك النجوم التي تنتج التكنيشيوم تكون في مراحلها العمرية الأخيرة، وتنتجه عبر تفاعلات نووية. إلا أن درجة الحرارة في النجوم المندرجة ضمن النسق الأساسي [ط 40]، ومن ضمنها الشمس، لا تكون مرتفعة بالشكل الكافي من أجل تخليق واصطناع العناصر الثقيلة.[23][27][28]
لا يوجد عنصر التكنيشيوم بشكل حر يمكن عزله في الطبيعة، وإن وجد إنما على هيئة آثار نزرة من نظائره المختلفة في القشرة الأرضية بتراكيز تصل إلى 0.003 جزء في التريليون. يحوي كيلوغرام من اليورانيوم على كمية تقدر بحوالي 1 نانوغرام، وذلك ما يكافئ 10 تريليون ذرة من التكنيشيوم.[20][29][30] تعود ندرة هذا العنصر في الطبيعة لأن عمر النصف [ط 41] للنظيرين تكنيشيوم-97 97Tc وتكنيشيوم-98 98Tc يقع في حدود 4.2 مليون سنة، وتلك فترة انقضت منذ تشكّل الأرض؛ لذلك فلا توجد احتمالية ممكنة لوجود نظائر التكنيشيوم الابتدائية [ط 42]. بالرغم من ذلك، ومنذ اكتشاف التكنيشيوم، دأبت المحاولات على اكتشاف عينات من هذا العنصر على سطح الأرض. وقد سجلت في سنة 1962 اكتشاف آثار من التكنيشيوم-99 في عينات من اليورانينيت (البتشبلند)،[ط 43] والتي عثر عليها في دولة الكونغو البلجيكية السابقة؛ وما هي إلا ناتج انشطار نووي تلقائي من اليورانيوم-238.[23] كما يحوي مفاعل الانشطار النووي الطبيعي في منطقة أوكلو [ط 44] في الغابون على شواهد تدل على وجود كميات من التكنيشيوم-99 في فترة من الفترات، والتي اضمحلت إلى الروثينيوم-99.[23][31]
بالتالي، فإن جميع التكنيشيوم الذي يمكن أن يوجد في الطبيعة ما هو إلا ناتج انشطار نووي مؤقت لنوى ذرات أثقل، والذي يضمحل بدوره إلى نوانج انشطار لذرات عناصر أخرى. لذلك، لا تقارن الوفرة الطبيعية لهذا العنصر مع العناصر الأخرى، التي توجد عادة ضمن معادن مختلفة. من جهة أخرى، قد يوجد التكنيشيوم في المحيط الحيوي [ط 45] نتيجة النشاط البشري؛[32] مثل تجارب الأسلحة النووية فوق سطح الأرض إلى انطلاق كميات كبيرة من التكنيشيوم في الغلاف الجوي، بالإضافة إلى المفاعلات النووية وإعادة المعالجة النووية [ط 46].[32] فعلى سبيل المثال، قُدّرت الكمّية المتشكّلة من التكنيشيوم من مجمّع سيلافيلد النووي [ط 47] بين سنتي 1995 و1999 بحوالي 900 كغ والتي كانت تصل إلى البحر الأيرلندي [ط 48]؛ ولذلك فإنه منذ سنة 2000 وضعت قوانين صارمة تحد من الكمية المسموحة المتشكلة من التكنيشيوم في المفاعلات النووية يمقدار 140 كغ في السنة.[33] أما في الكائنات الحية، فمن النادر جداً التمكن من إثبات وجود هذا العنصر بشكل طبيعي، وإن وجدت مستويات مرتفعة، فذلك يعود بسبب التلوث، مثلما حدث في أعداد الهمار في البحر الأيرلندي؛[34][35] وكذلك في السمك والكركند الأوروبي [ط 49] في البحر غربي كمبريا [ط 50] والتي كانت تحوي على كمية من الإشعاع الصادر عن التكنيشيوم.[36][37]
على العكس من الوفرة الطبيعة النادرة لهذا العنصر، فإن كميات معتبرة من التكنيشيوم-99 تنتج سنوياً من الوقود النووي المستهلك،[ط 51] والذي يحتوي أيضاً على نواتج انشطار مختلفة. إذ إن انشطار غرام واحد من اليورانيوم-235 في المفاعلات النووي ينتج 27 مغ من التكنيشيوم، وذلك يوافق مردود مقداره 6.1%.[38] هناك نظائر انشطارية [ط 52] أخرى قادرة على إنتاج التكنيشيوم بمردود مقارب، مثل 4.9% من اليورانيوم-233 و6.21% من البلوتونيوم-239.[39] قدرت الكمية المنتجة عالمياً من التكنيشيوم بمقدار 78 طن بين سنتي 1983 و1994.[32][35]
يوجد التكنيشيوم-99 في المخلفات الإشعاعية [ط 53] وكذلك في السقط النووي [ط 54] الناتج عن انفجارات الأسلحة النووية. تقاس كمية الإشعاع بالبيكريل [ط 55]، ويشكل الإشعاع الصادر عن التكنيشيوم-99 جزءاً معتبراً من النشاط الإشعاعي للمخلفات النووية، والذي يمكن أن يدوم لقترة تصل إلى مليون سنة بعد تشكل تلك المخلفات النووية.[32] كما ينتج التكنيشيوم من اختبارات الأسلحة النووية؛ وقدرت كمية الإشعاع الصادر عن التكنيشيوم-99 بين سنتي 1945–1994 إلى الغلاف الجوي بمقدار 160 تيرّابيكريل.[32][40] تساهم إعادة المعالجة النووية [ط 56] أيضاً في طرح التكنيشيوم-99 إلى البيئة،[35] لكن منذ بداية القرن الحادي والعشرين ظهرت تشريعات ضابطة حدت من الكميات المطروحة.[41] يترك عادةً الوقود النووي المستهلك في المفاعلات النووية لعدة سنوات قبل إجراء إعادة المعالجة النووية، وأثناء ذلك يضمحل الموليبدنوم-99 والتكنيشيوم-99 مع مرور الوقت. يحوي السائل بعد عملية استخلاص اختزالي لليورانيوم والبلوتونيوم [ط 57] على تراكيز مرتفعة من التكنيشيوم على هيئة -TcO4، إلا أن ذلك النوع الكيميائي مكون بالكامل من تكنيشيوم-99 وليس تكنيشيوم-99m.[42] يستحصل على المادة الأولية في تحضير التكنيشيوم-99 وهي الموليبدنوم-99 من التنشيط النيوتروني [ط 58] للموليبدنوم-98.[43] كما يمكن تحضير النظائر الأخرى، مثل التكنيشيوم-97، من تعريض الروثينيوم-96 للنيوترونات.[44]
تنتج النسبة العظمى من التكنيشيوم-99m والمستخدم في التطبيقات الطبية من تشعيع كميات مخصصة من اليورانيوم عالي التخصيب [ط 59] في مفاعل، ثم باستخراج الموليبدنوم-99 من العينة الهدف باستخدام وسائل مخصصة للمعالجة،[45] ثم باستحصال التكنيشيوم-99m من الموليبدنوم-99 في مراكز التشخيص الطبي.[46] يوجد الموليبدنوم-99 على هيئة أيون موليبدات 2−MoO4، والذي يمتز [ط 60] على الألومينا الحمضية [ط 61] Al2O3 داخل عمود كروماتوغرافي مدرّع للوقاية من الإشعاع في مولد التكنيشيوم [ط 62]. للموليبدنوم-99 عمر نصف مقداره 67 ساعة، ومن الممكن استحصال وإنتاج التكنيشيوم-99m منه بشكل مستمر.[20] يستحصل التكنيشيوم على هيئة بيرتكنيتات [ط 63] منحل، ويستخلص بالشطف [ط 64] باستخدام محلول ملحي. من سلبيات هذه العملية أن استحصال التكنيشيوم يتطلب مواد أولية من اليورانيوم-235، والخاضع لقيود أمنية للمواد النووية الانشطارية.[47][48] من أشهر المفاعلات النووية المستخدمة في إنتاج التكنيشيوم كل من مفاعل البحث الوطني الشامل [ط 65] في مختبرات تشوك ريفر [ط 66] في مقاطعة أونتاريو الكندية؛ ومفاعل بيتن النووي [ط 67] في مجموعة الاستشارة والبحث النووي [ط 68] في هولندا؛ ويقترح البحث من أجل إنشاء مفاعلات جديدة بدلاً من القديمة من أجل تأمين الكميات بشكل مستدام.[49] بأسلوب آخر، يمكن إنتاج التكنيشيوم-99m من قذف عينة هدف من الموليبدنوم-100 بالبروتونات مرتفعة الطاقة (22 ميغاإلكترون فولت) في المسرّعات الدورانية، وقد عرض هذا الأسلوب لأول مرة في سنة 1971؛[50] إلا أن ازدياد الطلب على تأمين مخزون طبي مستمر من التكنيشيوم-99m إلى إعادة الاهتمام في إنتاجه بواسطة هذا الأسلوب؛[51][52] وتجرى الأبحاث في مراكز مسرعات الجسيمات من أجل تطوير وسائل جديدة للإنتاج.[53][54][55]
يعد عنصر التكنيشيوم بعدده الذرّي 43، أقل العناصر الكيميائية من حيث ترتيب العدد الذري في الجدول الدوري والتي جميع نظائره مشعة. عموماً تعد نوى الذرات [ط 69] ذات العدد الفردي من البروتونات أقل استقراراً من تلك ذات الأعداد الزوجية، حتى وإن كان المجموع الكلي للنويّات [ط 70] (من البروتونات والنيوترونات) زوجياً.[56]
إن جميع نظائر التكنيشيوم هي نظائر مشعّة، وأكثرها استقراراً هما النظيران تكنيشيوم-97 بعمر نصف مقداره 4.21±0.16 مليون سنة؛ وتكنيشيوم-98 بعمر نصف 4.2±0.3 مليون سنة؛ وهناك تداخل في مجال ثقة [ط 71] قياسات عمر النصف الحالية بالشكل الذي يصعب فيه تحديد أيهما الأكثر استقراراً. يأتي بعدهما في الترتيب النظير تكنيشيوم-99، والذي يبلغ عمر النصف لديه مقدار 211,100 سنة.[57] إجمالاً يوجد هناك 34 نظير مشع مصطنع لهذا العنصر، والتي تتراوح أعداد الكتلة فيها بين 86 إلى 122؛[57] ولأغلبها أعمار نصف أقل من ساعة واحدة، باستثناء النظائر تكنيشيوم-93 (2.73 ساعة)، وتكنيشيوم-94 (4.88 ساعة) وتكنيشيوم-95 (20 ساعة) وتكنيشيوم-96 (4.3 يوم).[58]
إن نمط الاضمحلال [ط 72] الأساسي لنظائر التكنيشيوم الأخف من تكنيشيوم-98 على هيئة التقاط إلكترون [ط 73] لتنتج نظائر الموليبدنوم الموافقة؛[59] أما بالنسبة للنظائر الأثقل فإن نمط الاضمحلال الأساسي على هيئة اضمحلال بيتا [ط 74] لتنتج نظائر الروثينيوم الموافقة؛ باستثناء تكنيشيوم-100 والذي يستطيع أن يضمحل وفق النمطين المذكورين.[59][60] للتكنيشيوم أيضاً العديد من المصاوغات النووية [ط 75]، وهي نظائر تحوي على نويّات في حالة مثارة؛ ومن الأمثلة عليها كل من تكنيشيوم-97m (حيث تشير m إلى حالة شبه الاستقرار [ط 76]) والذي يبلغ عمر النصف لديه مقدار 91 يوم؛[58] وتكنيشيوم-95m بعمر نصف 61 يوم؛ وتكنيشيوم-99m بعمر نصف 6 ساعات.[58]
التكنيشيوم هو فلز ذو لون رمادي فضي مشع، ومظهره شبيه بفلز البلاتين، ولكنه غالباً ما يستحصل على هيئة مسحوق رمادي.[61] تتبع البنية البلورية لهذا الفلز نظاماُ بلورياً سداسياً متراصاً [ط 77]. هناك اختلاف طفيف في الخواص الفيزيائية بين الكتل الصلبة الكبيرة لهذا الفلز وبين الجسيمات النانوية [ط 78] للفلز النقي؛ إذ تكون البنية البلورية للجسيمات النانوية مكعّبة؛ كما لا يظهر طيف الرنين المغناطيسي النووي [ط 79] تفرعاً (أو انشقاقاً) [ط 80] للقمة؛[62] في حين أن قمم طيف الكتل الصلبة من التكنيشيوم السداسي تبدي ذلك التفرع على هيئة تسعة توابع طيفية [ط 81].[61].[63] للتكنيشيوم الذري خطوط طيفية [ط 82] مميزة في طيف الانبعاث [ط 83] عند أطوال موجة توافق 363.3 نانومتر (نم) و403.1 نم و426.2 نم و429.7 نم و485.3 نم.[64]
يبدي التكنيشيوم خواص مغناطيسية مسايرة [ط 84]، مما يعني أن ثنائيات القطب تصطف مع الحقل المغناطيسي الخارجي، ولكنها تعود إلى حالة اللاتوجه العشوائية عند إزالته.[38] تصبح البلورات الأحادية [ط 85] الفلزية النقية من التكنيشيوم موصلات فائقة من النوع الثاني [ط 86] عند درجات حرارة أخفض من 7.46 كلفن.[65] دون درجة الحرارة تلك، فإن للتكنيشيوم عمق اختراق مغناطيسي مرتفع جداً، وتكون قيمته أعلى من أي عنصر كيميائي آخر ما عدا النيوبيوم.[66]
يقع التكنيشيوم ضمن عناصر المجموعة السابعة تحت المنغنيز وفوق الرينيوم؛ وكما توقع مندلييف أثناء تصميم الجدول الدوري، فإن الخواص الكيميائية للتكنيشيوم هي وسط بين ذانك العنصرين؛ مع تقارب أكبر للرينيوم بالمقارنة مع المنغنيز، وخاصة فيما يتعلق بالخمول الكيميائي [ط 87] والميل لتشكيل روابط تساهمية [ط 88].[67] وذلك متسق مع ميل عناصر الدورة الخامسة للتشابه مع نظيراتها من عناصر الدورة السادسة بشكل أكبر من عناصر الدورة الرابعة؛ ويعود السبب إلى الانكماش اللانثانيدي [ط 89].
ينحل التكنيشيوم في الماء الملكي [ط 90] وكذلك في حمض النتريك وحمض الكبريتيك المركز، ولكن ليس في حمض الهيدروكلوريك بأي تركيز.[61] يؤدي تعرض التكنيشيوم إلى الهواء الرطب إلى فقداته للمعانه.[68] يحترق التكنيشيوم في تيار من الأكسجين عندما يكون على هيئة مسحوق؛ وعندما يتفاعل مع الهيدروجين عند ضغوط مرتفعة يتشكل المركب الهيدريدي [ط 91] TcH1.3[69] وعندما يتفاعل مع الكربون يتشكل الكربيد [ط 92] Tc6C,[70] ويمكن لتشكل الكربيد بمحتوى كربوني منخفض أن يساهم في تثبيت جسيمات التكنيشيوم النانوية.[71]
يستطيع التكنيشيوم أن يحفز تفكك الهيدرازين باستخدام حمض النتريك، ويعود السبب في هذه الخاصة إلى تعدد تكافؤ هذا العنصر.[72] من جهة أخرى، تسبب تلك الخاصة مشكلة عند فصل البلوتونيوم من اليورانيوم عند إجراء إعادة المعالجة النووية؛ إذ يستخدم الهيدرازين أحياناً على هيئة مختزل واقٍ [ط 93] من أجل الإبقاء على البلوتونيوم في حالة التكافؤ الثلاثية [ط 94] بدلاً من الرباعية [ط 95]، مما قد يتطلب تحوير العملية بشكل موافق.[73]
يمتلك التكنيشيوم تسع حالات أكسدة ممكنة في مركباته الكيميائية تتراوح بين −1 إلى +7؛ وأكثرها شيوعاً +4 و+5 و+7.[68]
يعد أيون البيرتكنيتات أكثر الأنواع الكيميائية شيوعاً لعنصر التكنيشيوم، ويوجد بشكل سهل الاستحصال على هيئة بيرتكنيتات الصوديوم Na[TcO4]، وهو الشكل المتوفر عند اضمحلال النشاط الإشعاعي للموليبدنوم.[74][45] في المحاليل المائية فإن أيون البيرتكنيتات يتميه بشكل ضعيف [ط 96].[75] هناك تشابه بين بنية البيرتكنيتات والبيرمنغنات، إلا أن الخواص المؤكسدة لأيون البيرتكنيتات أضعف. في وسط من حمض الكبريتيك المركز تتحول أيونات البيرتكنيتات إلى الشكل ثماني السطوح [ط 97] TcO3(OH)(H2O)2، وهي القاعدة المرافقة [ط 98] للمعقد المائي الثلاثي الافتراضي [ط 99] +[TcO3(H2O)3].[76]
يحضر أكسيد التكنيشيوم السباعي، وهو صلب متطاير [ط 100] ذو لون أصفر شاحب، من أكسدة عنصر التكنيشيوم:
وهو يشابه أكسيد المنغنيز السباعي، وتتسم بنيته بتناظر مركزي [ط 101]، مع وجود قيمتين لطول الرابطة Tc−O وهما 167 و184 بيكومتر.[77] يتحلمه [ط 102] أكسيد التكنيشيوم السباعي إلى البيرتكنيتات وحمض البيرتكنيتيك [ط 103] اعتماداً على pH الوسط:[78][79]
يصنف حمض البيرتكنيتيك HTcO4 ضمن الأحماض القوية.
يستطيع التكنيشيوم أن يشكل كالكوجينيدات [ط 104] أخرى، مثل ثنائي الأكسيد TcO2،[80] وثنائي الكبريتيد TcS2 وثنائي السيلينيد [ط 105] TcSe2 وثنائي التيلوريد [ط 106] TcTe2 يحضر الشكل الكبريتيدي Tc2S7 من معالجة البيرتكنيتات مع كبريتيد الهيدروجين، والذي يتفكك حرارياً إلى ثنائي الكبريتيد وعنصر الكبريت.[81] على العكس من عنصر الرينيوم، فلم يتم التمكن من عزل ثلاثي أكسيد لعنصر التكنيشيوم؛ إلا أنه برهن على وجوده في الطور الغازي باستخدام تقنية مطيافية الكتلة.[82]
يشكل التكنيشيوم عدداً من المعقدات الهيدريدية مثل 2−TcH9؛ وهو مشابه بنيوياً لمعقد يشكله الرينيوم 2−ReH9.[83] كما يستطيع التكنيشيوم أن يشكل معقدات هيدريدية أخرى.[69]
هناك عدد من الهاليدات الثنائية [ط 109] المعروفة للتكنيشيوم مثل سداسي الفلوريد TcF6 ورباعي الكلوريد TcCl4 على سبيل المثال. وعموماً فإن الهاليدات المعروفة للتكنيشيوم تتفاوت بين حالة الأكسدة الثنائية إلى السداسية للهالوجينات المختلفة. لهاليدات التكنيشيوم بنى مختلفة مثل المعقدات ثمانية السطوح؛[84] أو السلاسل البوليميرية أو الصفائح المطبقة [ط 110] أو تجمعات عنقودية فلزية [ط 111] في شبكة ثلاثية الأبعاد.[85][86] يستطيع هذا العنصر أن يشكل عدداً من الهاليدات المعقدة الحاوية على روابط Tc–Tc بالإضافة إلى إمكانية وجود ربيطات جسرية [ط 112] من ذرات الهالوجين.[87]
يشكل التكنيشيوم عدداً من المعقدات التناسقية [ط 113] مع ربيطات عضوية [ط 114]؛ وهي ذات أهمية بسبب ارتباطها الوثيق بالطب النووي.[88] تصنف تلك المعقدات التناسقية ضمن معقدات التكنيشيوم العضوية [ط 115] لاحتوائها على رابطة تكنيشيوم-كربون Tc–C؛ ومن الأمثلة على الربيطات العضوية المعروفة لتلك المعقدات كل من الكربونيلات [ط 116] وحلقي البنتاديينيلات [ط 117].[89] يوجد المعقد الكربونيلي Tc2(CO)10 على هيئة صلب أبيض؛[90] وتكون فيه ذرتا التكنيشيوم مرتبطتين مع بعضهما بطول رابطة مقداره 303 بيكومتر.[91][92]
يستخدم التكنيشيوم (Tc-99m) كعنصر مشع يتم حقنه للمريض عن طريق الوريد، ويتم ربط التكنيشيوم بمادة صيدلانية تختلف بحسب اختلاف العضو المراد تصويره، فمثلا يربط التكنيشوم بالسيستاميبي لفحوصات القلب أو الغدة الدرقية . بعد حقن المريض بالمادة الصيدلانية المشعة يتم تصوير المريض من خلال كاميرا الغاما المختصة في رصد أشعة غاما المنبعثة من التكنيشوم من خلال جسم المريض . يتم استخدام التكنيشيوم طبيا بسبب عمره الإشعاعي المناسب (6.01 ساعة ) وطاقتة المناسبة ( 140 keV من أشعاع غاما) يوجد على الأقل 31 مادة صيدلانية - إشعاعية شائعة الاستخدام تعتمد على التكنيشيوم في التصوير والفحوصات الوظيفية مثل : الدماغ، القلب، الغدة الدرقية، الرئتين، الكبد، المرارة، الكليتين، العظام، الدم والأورام .
تم تصنيع بعض المعالق عام 1968 و 1969 مخلوطة بمادة تكنيشيوم مع الاستانلس ستيل (معالق السنبلة)
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.