Tecnecio
El tecnecio es un elemento químico radioactivo que pertenece a la serie química de los metales de transición. En la tabla periódica se posiciona entre el molibdeno y el rutenio. Tiene una masa atómica de 98,906, su número atómico es el 43 y su símbolo químico es el Tc.
Este metal radiactivo es el primer elemento químico obtenido de manera sintética y ninguno de sus isótopos son estables. Sin embargo, este material puede originarse en el planeta de manera natural por medio de la fisión nuclear de minerales de uranio y de torio.
El tecnecio fue descubierto en 1937 por el físico italoamericano Emilio Segrè y por el mineralogista italiano Carlo Perrier de la Universidad de Palermo. Estos aislaron radioisótopos del tecnecio en piezas radioactivas del ciclotrón del Laboratorio de Berkeley de Estados Unidos.
Tabla de contenidos
Características y propiedades
El tecnecio es un metal de transición radioactivo de color plateado brillante, muy parecido al platino.
Es químicamente similar al manganeso, rutenio y al molibdeno.
Se desluce rápidamente al interactuar con aire húmedo.
Es uno de los primeros 82 elementos de la tabla periódico que no posee ningún isótopo estable. El otro elemento sin isótopo estable es el prometio.
Se conocen 22 radioisótopos del tecnecio. Los radioisótopos más estables son el tecnecio-98, con una vida media de 4,2 millones de años; el tecnecio-97, con una vida media de 2,6 millones de años; y el tecnecio-99, con una vida media de 211,1 miles de años.
Los isótopos más ligeros del tecnecio se desintegran por captura electrónica en átomos de molibdeno. El tecnecio-98 y los más pesados se desintegran por decaimiento beta, transmutando en rutenio. Sin embargo, el tecnecio-100 puede decaer por ambos procesos.
No tiene ningún rol biológico y no se encuentran trazas de este metal en el cuerpo humano.
Es el primer elemento sintetizado de la tabla periódica.
Pertenece al grupo 7 y al bloque d de la tabla periódica.
El tecnecio es uno de los metales más escasos en la corteza terrestre, ya que se estima que solamente se producen 0,003 partes por millón de este metal de manera natural, ya sea por la fisión de minerales de uranio y de torio o por la captura neutrónica de minerales de molibdeno.
Propiedades físicas
- Su punto de fusión es de 2157 °C y su punto de ebullición es de 4265 °C.
- Organolépticamente, es un metal radiactivo pesado, de color plateado, lustroso e inodoro.
- Su densidad es de 11500 kg/m3.
- A temperatura ambiente se encuentra en estado sólido.
- Es un metal paramagnético.
- El tecnecio puro a una temperatura de -265,69 °C exhibe superconductividad.
- El tecnecio-99 es un débil emisor de electrones y positrones.
Propiedades químicas
- La inhalación de polvo de tecnecio produce una contaminación radiactiva en los pulmones que puede desembocar en cáncer.
- El tecnecio pulverizado arde al interactuar con el oxígeno.
- Se disuelve en ácido nítrico, agua regia y ácido sulfúrico concentrado.
- No es soluble en ácido clorhídrico.
- Inhibe la corrosión del acero.
- No forma cationes rápidamente, a diferencia del manganeso.
- Puede servir como catalizador en la destrucción de hidracina por ácido nítrico.
- Sus estados de oxidación son -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5,+6 y +7.
- Atómicamente está conformado por 43 electrones, 56 neutrones y 43 protones.
- Sus electrones oscilan en 5 niveles energéticos.
Usos
En medicina, el isómero nuclear metaestable del tecnecio 99mTc se emplea en procedimientos de diagnósticos del funcionamiento de órganos humanos, generalmente como marcador radiactivo.
Específicamente, en la inmunoescintografía se agrega el 99mTc a un anticuerpo monoclonal para elaborar una inyección, con el fin de detectar tumores difíciles de localizar en el cuerpo.
Adicionalmente, el 99mTc emplea para detectar desordenes en el sistema circulatoria (normalmente hemorragias gastrointestinales), siendo combinado con estaño y unido a los eritrocitos.
Dado que el tecnecio-99 es un emisor débil de partículas beta (electrones y positrones), este se emplea para calibrar equipos científicos. En un futuro puede implementarse en la fabricación de baterías nucleares optoeléctricas.
El tecnecio es empleado como catalizador de la deshidrogenación de alcohol isopropílico, siendo más efectivo que el renio o el paladio.
El anión pertecnetato en agua permite proteger hierros y aceros al carbono de la corrisión, aplicándose en pequeñas concentraciones, del orden de 10-5 mol/L. Puede ser empleado en reactores de agua en ebullición.
Dónde se encuentra
El tecnecio es un metal extremadamente escaso en la corteza terrestre, que se produce naturalmente, en mayor proporción, por la fisión espontánea de minerales de uranio.
Dada la vida media del radioisótopo menos inestable del tecnecio, se estima que todo el tecnecio primordial de la Tierra se desintegró por captura electrónica o por decaimiento beta.
En el universo existen estrellas gigantes rojas de tipo S, M y N que contienen tecnecio, según el análisis de las líneas de sus espectros electromagnéticos. Estas gigantes rojas son conocidas como estrellas de tecnecio.
Obtención
El tecnecio se obtiene mayormente como el isótopo 99Tc a partir de las barras de control de reactores nucleares, ya que es un residuo de procesos de fisión nuclear de uranio-235 y plutonio-239. También este isótopo se produce como material residual de explosiones de bombas de fisión.
Por otra parte, el isómero nuclear metaestable del tecnecio-99 se produce comercialmente de la fisión nuclear de uranio-235 y plutonio-239.
Los mayores productores del 99mTc son el Reactor Universal de Investigación Nacional en los Laboratorios de Chalk River, en Canadá; y el Reactor de Alto Flujo en el Grupo de Consultoría e Investigación Nuclear en Petten, Países Bajos.
El isómero 99mTc también puede producirse por medio de la activación neutrónica del molibdeno-98, para así producir molibdeno-99 que decae en el isómero referido. Incluso, se pueden irradiar neutrones a otros isotopos padres del tecnecio, como el rutenio-96.
Quién lo descubrió
Desde las primeras décadas del siglo XIX, la comunidad científica estaba deseosa por encontrar el elemento 43, el cual debía ocupar el vacío entre el molibdeno y rutenio en la tabla periódica de Mendeleev.
Entre 1828 y 1908 siete científicos afirmaron incorrectamente haber descubierto tecnecio. En la década de 1860, Mendeleev predijo que este elemento faltante tendría propiedades químicas similares a las del manganeso y lo llamó ekamanganeso.
En 1925 se produjo un hecho relevante: los químicos alemanes Walter Noddack, Otto Berg e Ida Tacke anuncian haber descubierto al elemento 43 (y al 75), al que llamaron Masurium.
Estos químicos bombardearon columbita con un haz de electrones y dedujeron la presencia del masurium por la emisión de rayos X en los espectrogramas obtenidos. Posteriormente, ningún equipo logró reproducir estos resultados, por lo que no se les atribuyó ningún descubrimiento.
Así, finalmente en 1937 se le concede el mérito del descubrimiento del tecnecio a Perrier y Segrè, que analizaron la actividad de molibdeno proveniente de una pieza radioactiva del ciclotrón del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en California.
Además, estos científicos lograron aislar los isotopos tecnecio-95m y tecnecio-97.
Antes del descubrimiento, Segrè visitó Estados Unidos y convenció a Ernest Lawrence, creador del ciclotrón de Berkeley, de enviarle una pieza radiactiva del aparato.
Originalmente, el tecnecio recibió el nombre latín de Panormium, iniciativa tomada por la Universidad de Palermo. Pero al final se nombró con el vocablo latín Tecnecium, que proviene del griego technètos, que significa “artificial”.