不一样的元素故事：失而复“锝”|《自然-化学》专栏在元素周期表最初囊括的92个元素中

.bizsvr_0 {box-sizing: border-box;} .bizsvr_1 {background-color: rgb(255, 255, 255);box-sizing: border-box;} .bizsvr_3 {color: rgb(122, 79, 214);font-size: 15px;} .bizsvr_4 {color: rgb(56, 88, 149);font-size: 14px;letter-spacing: 0px;} .bizsvr_9 {color: rgb(133, 133, 133);box-sizing: border-box;} .bizsvr_10 {box-sizing: border-box;text-align: center;} .bizsvr_19 {font-size: 16px;} .bizsvr_20 {font-size:13px;} .bizsvr_29 {color: rgb(136, 136, 136);} .bizsvr_30 {color: rgb(136, 136, 136);font-size: 16px;} .bizsvr_32 {font-size: 13px;color: rgb(136, 136, 136);} .bizsvr_42 {letter-spacing: 0px;box-sizing: border-box;} .bizsvr_43 {color: rgb(195, 13, 34);box-sizing: border-box;} .bizsvr_49 {box-sizing: border-box;text-align: right;} .bizsvr_52 {text-align: right;box-sizing: border-box;} .bizsvr_53 {font-size: 14px;box-sizing: border-box;} .bizsvr_57 {text-align: center;box-sizing: border-box;} .bizsvr_59 {color: rgb(56, 88, 149);box-sizing: border-box;} .bizsvr_62 {width: 0px;display: inline-block;border-right: 0.6em solid rgb(30, 87, 164);border-top: 0.5em solid transparent !important;border-bottom: 0.5em solid transparent !important;box-sizing: border-box;} .bizsvr_63 {width: 0px;display: inline-block;opacity: 0.6;border-right: 0.6em solid rgb(30, 87, 164);border-top: 0.5em solid transparent !important;border-bottom: 0.5em solid transparent !important;box-sizing: border-box;} .bizsvr_66 {width: 0px;display: inline-block;opacity: 0.6;border-left: 0.6em solid rgb(30, 87, 164);border-top: 0.5em solid transparent !important;border-bottom: 0.5em solid transparent !important;box-sizing: border-box;} .bizsvr_67 {width: 0px;display: inline-block;border-left: 0.6em solid rgb(30, 87, 164);border-top: 0.5em solid transparent !important;border-bottom: 0.5em solid transparent !important;box-sizing: border-box;}

本文是《自然-化学》元素故事系列的第4篇文章：锝的传说。

原文作者： Eric Scerri，UCLA化学教授，

The Periodic Table, Its Story and Its Significance一书作者

在元素周期表最初囊括的92个元素中，锝是最后一个被发现的，Eric Scerri这里讲述了锝的发现过程，并提醒我们锝比想象中离我们更近。

元素周期表中的第7族略显怪异。当Mendeleev构想出第一版元素周期表时，它是唯一一个仅含有一个已知元素

（锰）

的元素族。20世纪早期，元素周期表中锰正下方的元素多次被声称已发现。但这些所谓的、被命名为davyum、 illenium,、lucium 或者 nipponium的元素，结果被证明均是伪造的。

之后，在1925年，Otto Berg、Walter Noddack和Ida Tacke

（即后来的Ida Noddack）

，声称发现了两个第7族元素，他们分别将其命名为鎷和铼。尽管铼的发现很快得到认可，但对于锰正下方的元素的发现却一直存在激烈的争议。于千禧年伊始，比利时物理学家Pieter van Assche与几位美国光谱学家又重新分析了原始X射线图像。他们争辩说：Noddacks事实上分离得到的是铼和另一种元素。但是这一结论同样受到其他一些研究人员的质疑。

43号元素的正式发现要归功于Emilio Segrè和他的团队。他们称之为锝，是1到92号元素中最后被发现的，且事实上它首先是被合成而的不是在自然界中分离得到的。它也是唯一一个在意大利-更确切地说，是在西西里的巴勒莫“发现的”元素。Segrè曾造访加州伯克利的回旋加速器设施，后来一些已被氘束辐照了几个月的钼片被送到了他那里。他所在的这个意大利团队对其进行的多项化学分析表明得到了一种新元素，该元素可以通过与含有少量过氧化氢的氢氧化钠一起煮沸萃取得到。

普遍认为，地球形成时可能就已存在的锝已逐渐衰变。之所以我们这样认为是因为，即使是其寿命最长的同位素的半衰期相比于地球的寿命来说也太短了。但是到1956年，日本放射化学家Paul Kuroda预测也许地球深处曾经有过自然核反应器的存在。五年后，他报道了非洲一种沥青铀矿样品中，每千克中含有2×

–10

克的99锝。1962年，一个法国科学家团队在研究来自非洲加蓬共和国的岩石样品时证实了Kuroda的早期关于自然核反应器的预测。并进一步分析表明这些矿物中也含有微量锝，因此，反驳了教科书中“地球上没有自然天然锝”这一常规表述。

再看天空，早在1952年，在一些所谓的红巨星内就检测到了锝的存在，但是我们自己的太阳里却没有，这一事实在证明太阳比较年轻这一说法中是非常重要的证据。另外，由于锝同位素们的半衰期与红巨星寿命相比较短，因此表明元素是在星球内形成的，从而支持星球核合成中等质量元素这一理论。

尽管锝是个外来客，但它现在作为一种诊断工具已广泛应用在医学当中。放射性的钼-99会衰退形成99锝的核激发态锝-99m。这一亚稳定同位素失掉一个γ粒子后会回到基态，这个过程中可以应用于肿瘤检测中的放射性诊断，而不受其他物体的干扰。99锝的这一有益应用依赖于它的几个特性。其激发态的半衰期为6个小时，足以在其衰变前注射到病人体内，又足够短这样它的放射强度可以在低浓度下检测。此外，短的半衰期意味着病人不用太长时间暴露在辐照下。锝的水溶液化学也是很重要的。高锝酸根离子：Tc

4–

，其中锝是同位素形式，与高锰酸根离子

（Mn

4–

）

有所不同，它在人们感兴趣的生理范围内是可溶并且稳定的。

最后，防止钢铁在与水接触时被锈蚀的最好方法之一是使用KTc

涂层，即使在高温高压下也很有效。不幸的是，锝是放射性的，否则这一方法也可以用在除了密封钢制容器以外的情况。

原文以Tales of technetium为标题

发布在2009年7月1日的《自然-化学》In Your Element上

nchem|doi:

10.1038/nchem.271