التكنيسيوم
تكنيسيوم
Technetium -
ملك الجبة
التكنيسيومTechnetium (تكنيشيوم، Tc) عنصر كيميائي مشع رمزه Tc وعدده الذري 43. وهو أول عنصر تم الحصول عليه بالاصطناع. وهو من العناصر الانتقالية، وليس له أي نظير غير مشع. وأصل اسمه مشتق من الكلمة اللاتينية Technikos ذات الأصل الإغريقي Tekhnetos، ومعناها صنعي وهو أخف عنصر ليس له نظير غير مشع.
 |
لاحظ الكيميائيون عندما توصلوا إلى تكميل قائمة تصنيف العناصر بعد ترتيبها في أدوار وفصائل بحسب خواصها أن مربع العنصر 43 كان سيظلُّ فارغاً لو لم يستطع الإنسان أن ينتج عنصراً غير موجود في الطبيعة على سطح الأرض، وللحصول عليه ينبغي اصطناعه .
يعود الفضل في اصطناعه إلى عالم الفلزات الإيطالي كارلو بيرييه Carlo Perrier والكيميائي الأمريكي من أصل إيطالي إميليو سيغري Emilio Segrè عام 1937؛ إذ فصلا وعزلا نظير التكنيسيوم -97 ونظير التكنيسيوم - 95، وطريقتهما بسيطة تقوم على أخذ العنصر الذي يأتي في التصنيف الدوري قبله مباشرة بالجدول الدوري (العنصر 42) وهو الموليبدنيوم، وقذفه بالدوترونات 
وفق التفاعل (1):
 |
ثم صار العلماء يصنعونه بطريقة مستوحاة من طريقة العالمين السابقين من أجل الإنتاج المنظم؛ ومن أجل ذلك يضعون صفائح من الموليبدنيوم في مسرّع السيكلترون cyclotron لقذفها بالنترونات، وتم بذلك الحصول على كثير من نظائره.
أكثر هذه النظائر استقراراً 
(عمر نصفه 4.2 مليون سنة) و
(عمر نصفه 2.8 مليون سنة)، و
(عمر نصفه 211000 سنة).
حُصل على ثلاثة وثلاثين نظيراً أخرى تراوح أعدادها الكتلية بين 85 و120. والأعمار النصفية لأغلبها أصغر من ساعة واحدة عدا 
(عمر نصفه 2.75 ساعة) و
(عمر نصفه 4.883 ساعة، و
(عمر نصفه 20 ساعة) و
(عمر نصفه 4.28 يوم).
وللتكنيسيوم عدة حالات شبه مستقرة metastates (m) وأكثرها استقراراً 
(عمر النصف 90.1 يوم) و
(عمر نصفه 61 يوم)، و
(عمر نصفه 6.0058 ساعة) ويستعمل الآن في أكثر من عشرة ملايين عملية تشخيصية، والتكنيسيوم 
فقط يطلق أشعة غاما فيتحول إلى تكنيسيوم 
.
والنظائر الأخف من 
أكثر النظائر استقراراً، ويلتقط 
إلكتروناً متحولاً إلى الموليبدنيوم -98، وأما النظائر الأثقل من فهي تطلق أشعة 
ويتشكل الروثينيوم ما عدا 
الذي يتفكك بإطلاق أشعة والتقاط إلكترون معاً.
إن مدة 210 آلاف سنة قصيرة بالقياس إلى عمر الأرض الذي يقدر بمليارات السنين وهذا يفسر كون مقادير التكنيسيوم التي كانت موجودة في تركيب الأرض قد زالت منذ زمن طويل.وبالرغم من ذلك تم في عام 1988 اكتشاف كميات قليلة منه في إحدى الخامات في أعماق منجم موليبدنيوم في كولورادو. كما وجدت كميات قليلة جداً من (0.2 ملي غرام /كيلو غرام) في منجم ببلجيكا.
ويستحصل التكنيسيوم بتسخين 
أو 
في جو من الهدروجين.
يسهل الحصول على نظير التكنيسيوم من مولدات خاصة تحتوي على كمية من النواة الأم وهي الموليبدنيوم المشع. ويتم الحصول على الموليبدنيوم بقذف الموليبدنيوم المستقر 98 بالنترونات داخل المفاعل النووي أو بواسطة مولد للنترونات و ذلك وفقاً للتفاعل النووي (2):
 |
وتنطلق أشعة غاما في لحظة تكوّن الموليبدنيوم نفسها داخل المفاعل أو في مولد النترونات، ثم تحدث جملة من التحولات والتفاعلات (3 و4 و5) تؤدي في نهاية المطاف الى عنصر الروثينيوم المستقر.
 |
 |
 |
يبلغ عمر نصف الموليبدنيوم -99 الناتج 67 ساعة، وتوضع كمية الموليبدنيوم -99 المشع داخل أنبوب من الألمنيوم الذي يوضع داخل درع من الرصاص لامتصاص أشعة غاما الصادرة عن التكنيسيوم -99. الموليبدنيوم -99 يتفكك مصدراً جسيمات بيتا السالبة ومكوِّناً التكنيسيوم -99m في حالة مثارة شبه مستقرة، وبمرور الوقت تنتج في أنبوب الألمنيوم كمية من التكنيسيوم -99 يتم استخلاصها بتمرير مادة سائلة معينة داخل أنبوب الألمنيوم الذي يحويالموليبدنيوم ليخرج التكنيسيوم -99m، ويتم استخلاص التكنيسيوم -99m من مولد
الموليبدنيوم -99 باستعمال مواد كيميائية محددة.
يصادف التكنيسيوم في الطبيعة بشكل آثار صغيرة على شكل تكنيسيوم-99، وهو أحد نواتج انشطار اليورانيوم spontaneous fission.
يقع التكنيسيوم في الجدول الدوري بالفصيلة 
(الفصيلة 17)، بنيته الإلكترونية ]Kr[
حيث ]Kr[ البنية الإلكترونية للغاز الخامل الكربتون.
يتصف معدن metal التكنيسيوم ببريق معدني فضي مائل إلى الرمادي يشبه البلاتين، وهو أخف العناصر التي ليس لها نظير ثابت. ويدرج في الجدول (1) الخواص الفيزيائية والخواص الذرية للتكنيسيوم.
الجدول (1) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
التكنيسيوم معدن ذو نشاط كيميائي ضعيف، وهو يشبه كثيراً الرينيوم الذي يقع تحته في الفصيلة أكثر من شبهه بالمنغنيز الذي يقع فوقه نظراً للانكماش اللانتانيدي. يكمد لونه في الهواء الرطب ويحترق بوجوده في بيئة تحتوي على كميات كبيرة من الأكسجين الجاف. له عدة درجات أكسدة +1، +2، +3، +4، +5، +6، +7. وأثبتها +7.
لا ينحل في حمض كلور الماء غير أنه ينحل جيداً في حمض الآزوت (النتروجين) المركز وحمض الكبريت والماء الملكي مشكلِّاً الإيون 
. وهو لا ينحل في مزيج محلول النشادر والماء الأكسجيني 
. يتحد مع الأكسجين بالتسخين مشكِّلاً الأكسيد الطيار الأصفر 
الذي يعطي بانحلاله في الماء حمض فوق التكنيسيوم. وهذا الحمض قوي يمكن فصله من محلوله بالتبخير بشكل بلورات حمراء قاتمة، وتوافقه أملاح فوق التكنات مثل فوق تكنات الأمونيوم . ولا تتفكك فوق التكنات في الوسط الحمضي إلا عندما تصبح الحموضة عالية جداً . ففي حمض كلور الماء لا يتم تفكك فوق التكنات إلا عندما يصبح تركيز الحمض مساوياً 12N وبهذا يتشكل إيون 
. وترجَع فوق التكنات حتى المعدن الحر من الوسط الحمضي القوي 
بالقصدير والنيكل والزنك (التوتياء) والرصاص والمغنزيوم والحديد .
وفوق التكنات بصورة عامة قابلة للذوبان في الماء، فعلى سبيل المثال يذوب 126 غراماً من فوق تكنات البوتاسيوم 
في لتر ماء عند الدرجة 20 ْس، وتعرف للتكنيسيوم مختلف المركبات الموافقة لتكافؤاته الأخرى .
ويظهر من قيم كمونات/الأكسدة- إرجاع/ القياسية الآتية أن مركبات التكنيسيوم الموافقة لتكافؤاته العالية أقل قدرة على الأكسدة من مركبات المنغنيز.
 ڤولط  |
 ڤولط  |
 ڤولط  |
 ڤولط  |
 ڤولط  |
الهاليدات: يشكل التكنيسيوم الهاليدات بدرجات الأكسدة العليا
، 
. ويحضر سداسي فلوريد التكنيسيوم بدءاً من المكوِّنات الأساسية بالتسخين إلى الدرجة 400 ْس، وهو ذو لون أصفر ذهبي؛ ودرجة انصهاره 33 ْس.
الأكاسيد:
- ثنائي أكسيد التكنيسيوم 
: يعدّ ثنائي أكسيد التكنيسيوم من أكثر الأكاسيد ثباتاً بالحرارة , ويتصعد عند الدرجة 1000 ْس، وهو ذو لون أسود، ويحضر من الأكاسيد الأخرى أو من تسخين فوق تكنات الأمونيوم . كما يترسب الأكسيد المميه عند إرجاع فوق التكنات وما يلبث أن يتأكسد هذا الأكسيد من جديد إلى 
بوجود الأكسجين.
- سباعي أكسيد التكنيسيوم : يحضر الأكسيد السباعي بتسخين المعدن أو الأكاسيد الأخرى بوجود الهواء عند الدرجة 200oس، ويتميز هذا الأكسيد بثباته فهو لا يتفكك. له لون أصفر؛ ودرجة انصهاره 200 ْس.
أما أكاسيد التكنيسيوم الدنيا فتستحصل بإرجاع سباعي أكسيده أو بتفكك فوق التكنات.
حمض فوق التكنيسيوم حمض لا لون له يحضر من انحلال سباعي أكسيد التكنيسيوم في الماء أو من أكسدة مركبات التكنيسيوم بحمض الآزوت 
؛ إذ تتشكل بلورات حمراء غامقة في أثناء تبخير المحلول, وتكون أملاح هذا الحمض مثل لا لون لها، تتفكك بالحرارة إلى ثنائي أكسيد التكنيسيوم, وهي من المؤكسدات القوية في الوسط الحمضي وتُرجَع أيضاً إلى المعدن بفعل الصفة الإرجاعية القوية لبعض المعادن مثل المغنزيوم والزنك (التوتياء) والحديد وغيرها من المعادن مثل التفاعل (6):
 |
وتعرف له هاليدات أخرى وأكسي هاليدات توافق تكافؤاته من 4 إلى 6. كما تعرف له مع أحادي أكسيد الكربون المعقدات الكربونيلية : 
،
، 
كما يشكل مجموعة مركبات بدرجة أكسدة +1، لها الصيغة 
حيث:
، وغيرها،
,
، وغيرها. كما يشكل التكنيسيوم معقدات عضوية مثل المعقد ذي الصيغة (الشكل 1):
 |
| الشكل (1). |
ويستفاد من هذا المعقد في استعماله في الطب النووي. كما يشكل التكنيسيوم معقدات مع الهدروجين مثل 
الذي له الصيغة المبينة في الشكل (2):
 |
| الشكل (2). |
ويحضر معقد التكنيسيوم السيانيدي
بإرجاع فوق التكنات 
بملغمة البوتاسيوم وبوجود إيونات السيانيد.
يستعمل نظير التكنيسيوم في المستحضرات الصيدلانية المشعة؛ إذ إن له صفات مميزة تجعله مناسباً لعملية التركيب منها:
ــ عمره النصفي مناسب (6.0058 ساعات) لتحضير مركباته وحقنه ومن ثم عمل الفحص من دون أن تلحق بالمريض آثار جانبية.
ــ يطلق طاقة إشعاع غاما ɤ ومن ثم تكون الجرعة الفعَّالة للمريض محدودة.
ــ إن الإشعاع الصادر عنه (إشعاعات غاما γ) سهل القياس بالغاما كاميرا gamma camera (γ-camera)؛ يستعمل لهذا في الدراسات التشخيصية لجسم الإنسان.
ــ إن كيمياء التكنيسيوم مرنة لتركيبه على العديد من المركبات الحيوية والكيميائية.
ــ سهل التحضير من خلال مولدات التكنيسيوم، وهي حاويات من الرصاص تحوي أنبوباً من الزجاج يوضع فيه الموليبدنيوم -99 (عمر نصفه 2.75 يوم) -الذرة الأم للتكنيسيوم-99m- الذي يستعمل في تصوير عضلات القلب والدماغ والغدة الدرقية والرئتين ومن أجل اختبارات التشخيص الكثيرة، فمثلاً يحمل تكنيسيوم -99m على سكر ويحقن للمريض ليتركز في الأورام السرطانية ويبدأ بالإشعاع منها ويستقبل الإشعاعَ كواشفُ مثل جهاز كاميرا غاما ليتم تحديد الورم وحجمه
ومن استعمالاته الأخرى: إضافة التكنيسيوم إلى الحديد بنسبة 55 جزءاً من المليون فيتحول الحديد إلى سبيكة مقاومة للتآكل. وينتقل المعدن الصافي عند درجة الحرارة 7.46 كالـﭭن إلى الناقلية الفائقة.
مراجع للاستزادة: - عبد المجيد البلخي, الكيمياء اللاعضوية (3)، جامعة دمشق, 2012. - U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries 2024. - K.schwochau, Technetium: Chemistry and Radiopharmaceutical Applications, Wiley – VCH, 2000.
|
- التصنيف : الكيمياء والفيزياء - النوع : الكيمياء والفيزياء - المجلد : المجلد العاشر، طبعة 2025، دمشق مشاركة :
اخترنا لكم
المجلدات الصادرة عن موسوعة العلوم والتقانات
