Das chemische Element Technetium hat die Ordnungszahl 43 und den Buchstaben Tc als Symbol. Es ist das leichteste Element mit radioaktiven Isotopen. Technetium wird nur bei Bedarf als synthetisches Element hergestellt. Die häufigsten Quellen für natürlich vorkommendes Technetium sind Uran- und Thoriumerze, die es spontan durch Spaltung produzieren, oder Molybdänerze, die es durch Neutroneneinfang produzieren. Zwischen den Elementen Rhenium und Mangan in der 7. Gruppe des Periodensystems angesiedelt, liegen die chemischen Eigenschaften dieses kristallinen, silbrig-grauen Übergangsmetalls in der Mitte zwischen denen der beiden benachbarten Elemente. 99Tc ist das häufigste Isotop, das natürlicherweise nur in Spurenmengen vorkommt.
Die Nuklearmedizin verwendet Technetium-99m, ein Kernisomer mit kurzer Halbwertszeit, das Gammastrahlen aussendet, für eine Reihe von Verfahren, einschließlich der Diagnose von Knochenkrebs. Der Grundzustand von Technetium-99 wird als Quelle für Betateilchen verwendet, die keine Gammastrahlen emittieren. Kommerziell hergestellte langlebige Technetium-Isotope werden aus Kernbrennstäben gewonnen und sind Nebenprodukte der Spaltung von Uran-235 in Kernreaktoren. Die Entdeckung von Technetium in Roten Riesen im Jahr 1952 trug zum Nachweis bei, dass Sterne schwerere Elemente erzeugen können, da selbst das Technetium-Isotop mit der längsten Halbwertszeit (4,21 Millionen Jahre) relativ kurz ist.
Technetium-Geschichte
Frühe Versionen des von Dmitri Mendeleev vorgeschlagenen Periodensystems von 1860 bis 1871 hatten eine Lücke zwischen Molybdän (Element 42) und Ruthenium (Element 44). Mendeleev sagte 1871 voraus, dass dieses fehlende Element den Raum unter Mangan füllen und eine ähnliche chemische Struktur haben würde. Da das vorhergesagte Element eine Position niedriger war als das bekannte Element Mangan, gab Mendeleev ihm den Zwischennamen „Ekamangas“ (vom Sanskrit-Wort „eka“, das „eins“ bedeutet).
Vor und nach der Veröffentlichung des Periodensystems waren viele frühe Wissenschaftler bestrebt, als Erste das fehlende Element zu finden und zu beschreiben. Basierend auf dem Layout der Tabelle sollte es einfacher zu finden sein als andere unentdeckte Elemente.
Die Elemente 75 und 43 wurden 1925 von den deutschen Chemikern Walter Noddack, Otto Berg und Ida Tacke entdeckt. Element 43 erhielt den Namen Masurium zu Ehren von Masuren in Ostpreußen, der Heimatstadt von Walter Noddacks Vorfahren, die heute zu Polen gehört.
Der Name löste große Anfeindungen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft aus, als die deutsche Armee im Ersten Weltkrieg die russische Armee in der Masuren-Region besiegte. Da die Noddacks weiterhin akademische Ämter bekleideten, während die Nazis an der Macht waren, hielten Misstrauen und Feindseligkeit gegenüber Behauptungen, Element 43 zu entdecken, an. Das Team setzte einen Elektronenstrahl ein, um den Columbit zur Detonation zu bringen, und durch Analyse der Röntgenemissionsspektrogramme konnten sie feststellen, dass Element 43 vorhanden war.1913 entwickelte Henry Moseley eine Formel, die die Ordnungszahl mit der Wellenlänge von in Beziehung setzt Röntgenbilder produziert. Das Team behauptete, ein schwaches Röntgensignal bei einer Wellenlänge entdeckt zu haben, die mit Element 43 assoziiert ist.
Spätere Experimentatoren konnten diese Entdeckung nicht bestätigen, daher wurde sie als falsch angesehen. Trotzdem wurde Element 1933 in einer 43 veröffentlichten Artikelserie über die Entdeckung der Elemente als Masurium bezeichnet.
Die Forschungen von Paul Kuroda über die Menge an Technetium, die in den von ihnen untersuchten Erzen gefunden werden kann - eine Menge von 3 × 10-11 μg/kg Erz wäre nicht durchgegangen und konnte daher mit den Methoden der Noddacks nicht nachgewiesen werden – was einige neuere Versuche widerlegt, die Behauptungen der Noddacks zu rechtfertigen.
Carlo Perrier und Emilio Segrè führten 1937 an der Universität von Palermo auf Sizilien ein Experiment durch, das die Existenz von Element 43 bewies.
Während seiner USA-Reise Mitte 1936 besuchte Segrè die Columbia University in New York und das Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien. Er überredete Ernest Lawrence, den Schöpfer des Zyklotrons, dem Gerät zu erlauben, einige seiner radioaktiven Überreste zurückzugeben. Lawrence schickte ihm ein Stück Molybdänfolie vom Deflektor des Zyklotrons.
Segrè nahm die Hilfe seines Kollegen Perrier in Anspruch, um durch vergleichende Chemie zu zeigen, dass die Aktivität von Molybdän tatsächlich auf ein Element mit der Ordnungszahl 43 zurückzuführen ist. 1937 gelang ihnen die Trennung von Technetium-95m und Technetium-97.
Beamte der Universität von Palermo baten sie, ihre Entdeckung zu Ehren des lateinischen Namens der Stadt, Panormus, „Panormium“ zu nennen. Da Element 43 das erste künstlich erzeugte Element war, erhielt es 1947 den Namen „künstlich“, abgeleitet vom griechischen Wort für v. Segrè besuchte Berkeley noch einmal und traf auf Glenn T. Seaborg. Sie identifizierten Technetium-99m, ein metastabiles Isotop, das derzeit in etwa zehn Millionen medizinischen Diagnoseverfahren pro Jahr verwendet wird.
Die spektrale Signatur von Technetium wurde 1952 vom kalifornischen Astronomen Paul W. Merrill im Licht von Roten Riesen vom Typ S entdeckt.
Obwohl die Sterne im Begriff waren zu sterben, war das kurzlebige Element reichlich vorhanden; Dies zeigte, dass das Element durch nukleare Prozesse innerhalb der Sterne entstanden ist.
Diese Daten unterstützten die Idee, dass die Kernsynthese von Sternen schwerere Elemente produziert. Solche Beobachtungen haben kürzlich Hinweise darauf geliefert, dass sich Elemente durch Neutroneneinfang im s-Prozess bilden.
Seitdem wurden zahlreiche Anstrengungen unternommen, um natürliche Technetiumquellen in terrestrischen Mineralien zu finden.
Technetium-238, das als Nebenprodukt der spontanen Spaltung von Uran-99 auftritt, wurde 1962 in äußerst geringen Konzentrationen (etwa 0,2 ng/kg) in Pechblende in Belgisch-Kongo isoliert und identifiziert. Es gibt Hinweise darauf, dass erhebliche Mengen an Technetium-99 im natürlichen Kernspaltungsreaktor Oklo produziert und anschließend in Ruthenium-99 umgewandelt werden.
Physikalische Eigenschaften
Technetium ist ein radioaktives Metall, das im Aussehen Platin ähnelt und typischerweise als graues Pulver vorliegt. Die Kristallstruktur des nanodispersen reinen Metalls ist kubisch, während die Kristallstruktur des massiven reinen Metalls hexagonal dicht gepackt ist. Das Tc-99-NMR-Spektrum von hexagonal gestapeltem Technetium ist in 9 Satelliten unterteilt, das von nanodispersem Technetium hingegen nicht. Bei den Wellenlängen 363.3 nm, 403.1 nm, 426.2 nm, 429.7 nm und 485.3 nm sind markante Emissionslinien von atomarem Technetium zu finden.
Da magnetische Dipole in Metallform nur schwach paramagnetisch sind, richten sie sich mit externen Magnetfeldern aus, nehmen aber zufällige Orientierungen an, wenn das Feld zurückgeht. Reines, metallisches, einkristallines Technetium verwandelt sich bei Temperaturen unter 7,46 K in einen Typ-II-Supraleiter. Technetium hat unterhalb dieser Temperatur die höchste magnetische Eindringtiefe aller Elemente außer Niob.
Quelle: Wikipedia
Günceleme: 08/05/2023 13:11