Tecnezio

iso = isotopo
NA = abbondanza in natura
TD = tempo di dimezzamento
DM = modalità di decadimento
DE = energia di decadimento in MeV
DP = prodotto del decadimento

Il tecnezio è l'elemento chimico di numero atomico 43. Il suo simbolo è Tc. È un elemento grigio argenteo, radioattivo, metallo di transizione cristallino molto raro in natura; il tecnezio è uno dei prodotti di fissione dell'uranio e si usa in radiografia per ottenere immagini delle ossa e come protezione contro la corrosione. Le sue proprietà chimiche sono intermedie fra quelle del renio e del manganese.

[modifica] Caratteristiche

Il tecnezio è un metallo grigio-argenteo che si opacizza lentamente quando è esposto all'aria umida. In ambiente ossidante il tecnezio-VII esiste sotto forma di ione pertecnectato, TcO₄^-. Il comportamento chimico del tecnezio è intermedio tra quello del renio e quello del manganese. Il tecnezio si dissolve in acqua regia, in acido nitrico ed in acido solforico concentrato, ma non è solubile in acido cloridrico. Il tecnezio è un ottimo inibitore della corrosione per gli acciai ed è un eccellente superconduttore a temperature inferiori agli 11 K. È un elemento radioattivo ß emettitore si ricava dai prodotti di fissione dell'uranio delle centrali nucleari dove può arrivare a delle concentrazioni del 6%. Data la sua rarità e radioattività non ha praticamente uso come metallo. È un elemento particolare perché non ha isotopi stabili ed è pertanto molto raro. I suoi stati di ossidazione più frequenti sono +2, +4, +5, +6 e +7.

[modifica] Applicazioni

Il tecnezio è uno dei più efficaci protettori dalla ruggine ed è inoltre una preziosa fonte di raggi beta. L'ammonio pertecnectato (N H₄TcO₄) è un sale espressamente usato per proteggere l'acciaio dalla corrosione. 5 ppm di KTcO₄ nell'acqua distillata proteggono dalla corrosione le superifici di acciaio al carbonio a temperature fino a 250°C. L'uso di tali sostanze è però limitato a circuiti chiusi, data la radioattività del tecnezio. Tra gli altri usi:

^95mTc (un isotopo metastabile), con un'emivita di 61 giorni, è usato come tracciante radioattivo
^99mTc per la sua breve emivita (6,01 ore), per essere un emettitore di raggi gamma e per la capacità di legarsi a numerose molecole di interesse biochimico è impiegato in test medici basati su isotopi radioattivi
alcuni composti organici del tecnezio sono usati come mezzo di contrasto nella fotografia delle ossa
a temperature inferiori a 11 K, è un superconduttore

[modifica] Storia

Il tecnezio (dal greco technetos, artificiale) fu scoperto da Carlo Perrier ed Emilio Segrè in Italia (nei laboratori dell'Istituto di Fisica dell'Università di Palermo) nel 1937. I ricercatori lo individuarono in un campione di molibdeno inviato loro da Ernest Lawrence. Il campione era stato bombardato con nuclei di deuterio nel ciclotrone dell'Università della California di Berkeley, trasformandolo in ⁹⁷Tc. Il tecnezio è stato il primo elemento prodotto artificialmente nella storia.

Per molti anni era rimasta una lacuna nella tavola periodica al posto dell'elemento numero 43. Dmitri Mendeleev predisse che l'elemento mancante avrebbe dovuto essere chimicamente simile al manganese e lo battezzò pertanto ekamanganese. Nel 1925 Walter Noddack e Ida Tacke, gli scopritori del renio annunciarono la scoperta dell'elemento 43 chiamandolo masurio (da Masuria una regione polacca), ma il loro annuncio non fu mai confermato ed oggi comunemente ritenuto erroneo, benché alcuni chimici abbiano contestato questa conclusione.

Nel 1952 fu identificato nello spettro di alcune giganti rosse, fortificando la teoria che tali stelle producono elementio pesanti. Ne sono stati anche rinvenuti modesti quantitativi nelle miniere di uranio, soprattutto in quelle dove sono avvenuti fenomeni di fissione naturale, come Oklo.

[modifica] Disponibilità

Una volta che è stato possibile ottenerne quantità macroscopiche, sufficienti a studiarne le proprietà fisiche e chimiche, si è scoperto che il tecnezio si trova anche in altre parti dell'universo. Alcune stelle giganti rosse (di tipo S, M e N) contengono una linea di emissione nel loro spettro elettromagnetico che indica la presenza di tecnezio. La sua presenza nelle giganti rosse ha portato a rivedere le teorie relative alla nucleosintesi di elementi pesanti nelle stelle.

Sin dalla sua scoperta, molte sono state le ricerche per trovare il tecnezio nei materiali naturali. Nel 1962 il ⁹⁹Tc è stato individuato (da B. T. Kenna e P. K. Kuroda) in piccolissime quantità in una pechblenda africana come prodotto della fissione spontanea di ²³⁸U.

⁹⁹Tc è un sottoprodotto della fissione nucleare dell'uranio nei reattori nucleari. Viene ottenuto isolandolo dalle scorie radioattive dei reattori mediante cromatografia di scambio ionico.

[modifica] Isotopi

Il tecnezio è uno dei due soli elementi nei primi 83 che non ha isotopi stabili (l'altro è il promezio). I radioisotopi più stabili sono ⁹⁸Tc, con un'emivita di 4,2 milioni di anni, ⁹⁷Tc (emivita: 2,6 milioni di anni) e ⁹⁹Tc (emivita: 211.100 anni).

Ne sono stati individuati altri 22 isotopi, il cui peso atomico varia dalle 87,933 uma del ⁹⁸Tc ai 112,931 uma del ¹¹³Tc. La maggior parte di essi ha un tempo di dimezzamento inferiore ad un'ora, eccetto ⁹³Tc (2,75 ore), ⁹⁴Tc (293 minuti), ⁹⁵Tc (20 ore) e ⁹⁶Tc (4,28 giorni). Vi sono anche diversi stati metastabili, di cui ^97mTc è il più stabile con un'emivita di 90,1 giorni (0,097 MeV), seguito da ^95mTc (emivita: 61 giorni, 0,038 MeV) e da ^99mTc (emivita: 6,01 ore, 0,143 MeV).

Per gli isotopi fino a ⁹⁷Tc la principale modalità di decadimento è la cattura elettronica, per gli isotopi più pesanti è invece il decadimento beta.

[modifica] Precauzioni

È rarissimo imbattersi casualmente in composti del tecnezio, ed è praticamente impossibile trovarne in natura. ⁹⁹Tc è un contaminante radioattivo e dovrebbe essere sempre maneggiato in un box sigillato dotato di guanti manipolatori. Tutti gli isotopi del tecnezio sono radioattivi. Questo elemento non ha alcun ruolo in biologia.