טכנציום

טכנציום

רותניום - טכנציום - מוליבדן
Mn Tc Re       43 Tc                                                                                                                                                                                                                                                                                           הטבלה המחזורית
נתונים בסיסיים
מספר אטומי	43
סמל כימי	Tc
סדרה כימית	מתכות מעבר
תכונות אטומיות
משקל אטומי	98 u
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה	2, 8, 18, 13, 2
קונפיגורציה אלקטרונית	[Kr] 4d⁵ 5s²
דרגות חמצון	4, 6, 7
תכונות פיזיקליות
צפיפות	11,500 kg/m3
מצב צבירה בטמפ' החדר	מוצק
נקודת רתיחה	4,538K (4,264.85°C)
נקודת התכה	2,430K (2,156.85°C)
לחץ אדים	0.0229Pa ב-2,473K
שונות
אלקטרושליליות	1.9
קיבול חום סגולי	210 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית	6.1 106/m·Ω
מוליכות חום	50.6 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה	702 kJ/mol
היסטוריה
מגלה	אמיליו סגרה
תאריך גילוי	1937
נקרא על שם	טכניקה

טכנציום (Technetium) הוא יסוד כימי שסמלו הכימי Tc ומספרו האטומי 43. דמיטרי מנדלייב חזה תכונות רבות של יסוד זה, זמן רב לפני גילויו. בשנת 1937 נתגלה איזוטופ הטכנציום ⁹⁷Tc, והיה ליסוד המלאכותי הראשון שנוצר במעבדה (מכאן שמו; ביוונית τεχνητός - טכנטוס - שמשמעו "מלאכותי"). בטבע טכנציום מופיע רק במכרות אורניום כתוצר פירוק של אטומי אורניום.

תכונות

טכנציום הוא מתכת כסופה אפורה ורדיואקטיבית. באוויר לח טכנציום מתחמצן ל-TcO₂ או ל-Tc₂O₇. כשטכנציום נמצא בצורת אבקה הוא יכול לבעור. טכנציום מסיס בחומצה חנקתית, חומצה גופרתית, אבל לא בחומצה הידרוכלורית. מתחת לטמפרטורה של 11.2K יש לטכנציום את עומק החדירה המגנטי הגבוה ביותר לאחר ניאוביום.

שימושים

רפואה גרעינית

ל-^99mTc, איזומר גרעיני של ⁹⁹Tc, יש זמן מחצית חיים של 6.06 שעות בלבד. איזומר זה פולט קרינת גמא עם אנרגיית פוטון של 140 קילואלקטרונוולט, שהיא נמוכה יותר מזו של איזוטופים רבים המיושמים בתחום הרפואה הגרעינית. ^99mTc דועך ל-⁹⁹Tc, קורן בטא עם זמן מחצית חיים של 211,000 שנים. זמן מחצית החיים הביולוגי של התרכובת טכנציום דיפוספונט, לדוגמה, הוא יום אחד. שילוב תכונות אלו הופך את האיזומר לחומר אטרקטיבי עבור טיפולי דימות רפואי: הוא מבטיח שהחולה יחשף פרק זמן קצר בלבד לקרינת גמא, וככל שנשארים בגופו אטומים של האיזוטופ הראשי, לאלו יש פעילות סגולית נמוכה מאוד. תרכובת הטכנציום מוזרקת למחזור הדם של הנבדק, ולאחר פרק זמן של מספר דקות עד מספר שעות, משנקשרה לרקמות הרלוונטיות, מוכנס הנבדק למכשיר SPECT, המשמש כמצלמת גמא ומפיק תמונות דו-ממדיות או תלת-ממדיות של גוף הנבדק. תרכובת הטכנציום נוטה להתרכז במיקומים בהם קיימת פעילות ביולוגית מוגברת או חריגה, ומכך ניתן להסיק אודות האתרים בגוף בהם נמצאים שיעורים גבוהים של פעילות כזו.

תעשייה

ל-^95mTc יש זמן מחצית חיים של 61 ימים הוא משמש כסמן רדיואקטיבי בלמידת תנועותיו במערכות של בעלי חיים וצמחים. כמו רניום ופלדיום, טכנציום יכול להיות מועיל בזירוז בתגובות כימיות מסוימות, אבל הרדיואקטיביות שלו יכולה להוות בעיה כשמתחשבים בבטיחות.

נוכחות של היון TcO₄^- במים בריכוז נמוך (5×10-5 M) יכולה להגן על פלדה מקורוזיה, הריכוז הנמוך שנדרש מהווה יתרון על פתרונות אחרים כמו היון CrO₄^2- שזקוק לריכוז גבוה פי עשרה על מנת להגיע לאותן תוצאות.

היסטוריה

במשך מספר שנים היה מקום ריק בין מוליבדן (יסוד 42) ורותניום (יסוד 44). מיקומו בטבלה המחזורית גרם לחוקרים לחשוב שיהיה קל יותר למצוא אותו מאשר יסודות חסרים אחרים. ב-1828 חשבו שמצאו אותו במכרה פלטינה והשם פוליניום ניתן לו. בסופו של דבר התברר שזה בסך הכול אירידיום לא טהור. דמיטרי מנדלייב חזה שלטכנציום יהיו תכונות כימיות דומות לאלו של מנגן ונתן לו את השם אקא מנגן.

ב-1877 כימאי רוסי בשם סרגיי קרן דיווח על גילויו של היסוד הנעלם במכרה פלטינה. הוא נתן לו את השם דאוויום. אחרי בדיקה של כימאי אנגלי התברר שהחומר שקרן גילה היה תערובת של אירידיום, רודיום וברזל.

יסוד 43 התגלה סופית בניסוי שנערך ב-1937, שבו מצא אמיליו סגרה מאוניברסיטת פלרמו את האיזוטופ ⁹⁷Tc בדוגמה של מוליבדן (הדוגמה הופצצה בדאוטריום, איזוטופ של מימן). השם טכנציום ניתן על שם המילה "מלאכותי" בלטינית. טכנציום היה היסוד המלאכותי הראשון שהופק על ידי האדם.

צורה בטבע

מכיוון שטכנציום בלתי יציב, מעט ממנו נוצר באורח טבעי בקרום כדור הארץ בדעיכה של אורניום. ב-1999 דייוויד קארטיס העריך שקילו אורניום מכיל 1 ננוגרם טכנציום.

בנוסף לכך בשנת 1952 נצפה טכנציום באטמוספירות של ענקים אדומים בחלל (סוגים S-, M-, N-) בספקטרום הייחודי לו.

טכנציום בצורתו הטבעית הוא בעל זמן מחצית חיים של כמה מיליוני שנים, מה שבהכרח אומר שהטכנציום מיוצר על ידי הכוכב עצמו, ולא היה כשהכוכב נוצר מכיוון שגיל הענקים האדומים גדול בהרבה מגילו של הטכנציום. הדבר מעורר שאלות רבות מכיוון שעד היום לא ידוע על מנגון שיוצר טכנציום בליבת הכוכבים ובנוסף כורה אותו החוצה אל פני השטח שבו הוא נצפה.

אמצעי זהירות

כל האיזוטופים של טכנציום הם רדיואקטיביים, אך לא מהווים סכנה מכיוון שכמעט ולא נמצאים בטבע. לטכנציום אין תפקיד ביולוגי ובמצב נורמלי הוא לא נמצא בגוף האדם.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא טכנציום בוויקישיתוף

• אדיר ינקו, פרסום ראשון: בגלל מחסור צפוי בחומר רדיואקטיבי ברפואה - סכנה לביצוע בדיקות קריטיות בבתי חולים, באתר ynet, 7 בנובמבר 2022
• מארק פֶּפּלוֹ, ‏מחסור באיזוטופ נדיר עומד לסכן את בריאותם של מיליונים, במדור סיינטיפיק אמריקן של מכון דוידסון, 23 במרץ 2017
• טכנציום ב-Webelements (אנגלית)
• טכנציום, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)