43Tc[97]

原子序数 43 · 过渡金属

Tc

别名: Technetium

锝是第一种人工制造的元素。它没有稳定同位素,因此地球上只天然存在极其微量的锝。然而它的同位素锝-99m是医学上使用最广泛的放射性示踪剂,每年支撑着数千万次诊断扫描。

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主要性质

原子序数43
原子量[97] (无稳定同位素,方括号内为代表性同位素的质量数)
分类过渡金属
7
周期5
d
物态(25 °C,1 atm)固态
熔点2430 K (2156.8 °C)
沸点4538 K (4264.9 °C)
密度11 g/cm³
电负性(鲍林标度)1.9
原子半径(范德华半径)209 pm
第一电离能7.28 eV
电子亲和能0.55 eV
氧化态+7, +6, +4
发现1937

电子排布

简写
[Kr]5s2 4d5
完整
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d5 5s2
各电子层电子数
2 · 8 · 18 · 13 · 2

轨道表示式

1s2↑↓
2s2↑↓
2p6↑↓↑↓↑↓
3s2↑↓
3p6↑↓↑↓↑↓
3d10↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓
4s2↑↓
4p6↑↓↑↓↑↓
4d5
5s2↑↓

在周期表中的位置

发现历史

门捷列夫在锰的下方为“类锰”留下了空位,半个多世纪里,化学家一直在矿物中寻找它。1925年,瓦尔特·诺达克、伊达·塔克和奥托·贝格报告用X射线光谱法发现了它,并命名为masurium,但其他人无法重复他们的结果,这一主张未被接受。

1937年,巴勒莫大学的埃米利奥·塞格雷和卡洛·佩里耶分析了欧内斯特·劳伦斯从伯克利寄来的一片钼箔。这片钼箔曾在回旋加速器中受到氘核轰击,两位化学家从中分离出了43号元素的放射性同位素。

1952年,美国天文学家保罗·梅里尔在某些红巨星的光谱中探测到了锝的吸收谱线。由于锝的半衰期远远短于这些恒星的年龄,它的存在表明重元素如今仍在恒星内部被制造出来,这有力地支持了恒星核合成理论。

名称由来

名称来自希腊语 technetos,意为“人造的”,以纪念它作为第一种人造元素的地位;这个名字约在1947年被采用。元素符号为 Tc。中文“锝”以金字旁加“得”字,取其读音。

主要用途

  • 核医学:锝-99m发射单一的约140 keV伽马射线,半衰期约6小时,能以相对较低的辐射剂量获得清晰的图像。它用于骨扫描、心肌灌注检查以及甲状腺、肾脏和肺部的成像。
  • 供应:医院根据需要从装有正在衰变的钼-99的“锝发生器”中提取锝-99m。
  • 腐蚀研究:高锝酸根离子在极低浓度下就能抑制钢的腐蚀,但由于其放射性,只能用于封闭系统。

同位素

锝是没有稳定同位素的最轻元素。它寿命最长的同位素锝-97和锝-98,半衰期约为420万年,这就是它的原子量以方括号标为[97]的原因。

锝-99半衰期约21.1万年,由铀裂变大量产生,是乏核燃料中的长期隐患。医用锝-99m是锝-99的一种激发态,它释放出一个伽马光子后就变成普通的锝-99。

日常生活中

在自然界中,锝只通过铀矿中的自发裂变以痕量形成,因此无法开采;它是在核反应堆中制造的。全世界只有少数几座反应堆生产钼-99,维修停堆曾多次造成短缺,打乱了医院的扫描日程。

由于锝-99m衰变很快,其大部分放射性在一天之内就消失了,而且很多会随尿液排出体外。这就是为什么常建议患者在扫描后多喝水。

小知识

  • 锝是连一种稳定同位素都没有的最轻元素。
  • 在红巨星中发现锝,帮助证实了恒星能锻造重元素。
  • 锝-99m每年被用于数千万次医学扫描。

同族元素 (7)

数据来源 · 性质:PubChem Periodic Table(美国 NIH/NLM 公开数据)· 原子量:CIAAW 2024 简化标准原子量 · 名称:Wikidata(CC0),韩文名称遵循大韩化学会。获取日期 2026-09-23。