테크네튬 (7440-26-8) 물리적 및 화학적 특성
테크네튬
기본 테크네튬은 방사성 전이 금속으로 동위원소 생산 및 특수 금속공학적 용도에 사용되며, 조달과 취급에는 정의된 동위원소 사양과 방사선 관리가 요구됩니다.
| CAS 번호 | 7440-26-8 |
| 족 | 전이 금속 (방사성 핵종) |
| 일반 형태 | 은회색 금속 고체 |
| 일반 등급 | EP |
테크네튬은 망간족 전이금속(5주기, 7족)으로 원자번호 43입니다. 안정 동위원소가 없는 가장 가벼운 원소이며 알려진 모든 동위원소가 방사성입니다. 결정격자는 밀집된 육방정계(hcp) 금속 격자를 형성하며, 화학적·전자적으로는 레늄과 다소 망간과 유사하며 가변 원자가를 나타내고 산소 음이온 및 고산화 상태 플루오라이드 형성 경향이 강합니다. 중성 원자는 기호 Tc와 원소 기호 Tc로 나타냅니다.
전자 구조상 테크네튬은 불완전하게 채워진 d-오비탈을 가지고 있어 다양한 산화 상태가 가능하며, 특히 고가의 산화 상태에서 산소 및 플루오린 화합물을 안정화합니다(예: 퍼테크네이트 이온 \((\mathrm{TcO}_4)^{-}\)과 TcF5/TcF6 플루오라이드). 금속으로서 중간 정도 무겁고 내화성이며, 은회색 금속으로 습한 공기에서 천천히 부식되고, 내화성 전이금속 특유의 높은 융점과 끓는점을 갖습니다. 화학적으로 산과 강한 산화제에서는 양쪽성 거동을 보이는데, 산화성 무기산에 용해되어 가용성 산소종을 형성하지만 비산화성 염산에는 공격받지 않습니다.
테크네튬은 핵기술과 의학에서 실질적 중요성을 가집니다. 핵분열 생성물로서 사용 후 연료 내 장기 방사성 물질(특히 긴 반감기를 가진 \({}^{99}\mathrm{Tc}\))에 기여하며, 준안정 동위원소 \({}^{99\mathrm{m}}\mathrm{Tc}\)는 편리한 감마선 방출 및 짧은 반감기로 인해 진단용 방사성의약품으로 널리 사용됩니다.
이 물질의 일반적으로 보고되는 상업 등급에는 EP가 포함됩니다.
기본 물리적 특성 (밀도, 융점, 끓는점)
원자량
표준 원자 질량(보고된 값): 96.90636.
외관 및 물리 상태
금속 테크네튬은 은회색 금속으로 흔히 암모늄 퍼테크네이트 환원 시 다공성 덩어리 형태로 얻어지며, 습한 공기에서 천천히 변색됩니다. 결정 구조는 밀집 육방정계(hcp)로, 로듐, 루테늄, 오스뮴과 등형을 이룹니다.
밀도
보고된 밀도: \(11\,\mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}\).
융점
보고된 융점: \(2157\,^\circ\mathrm{C}\).
융점에서의 몰 융해 엔탈피: \(33.29\,\mathrm{kJ}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
끓는점
보고된 끓는점(원소 상태): \(4265\,^\circ\mathrm{C}\).
추정 증기압 값(보고된 값): \(2454\,^\circ\mathrm{C}\)에서 1 Pa; \(2725\,^\circ\mathrm{C}\)에서 10 Pa; \(3051\,^\circ\mathrm{C}\)에서 100 Pa; \(3453\,^\circ\mathrm{C}\)에서 1 kPa; \(3961\,^\circ\mathrm{C}\)에서 10 kPa; \(4621\,^\circ\mathrm{C}\)에서 100 kPa. 모든 증기압 값은 추정치임을 명시합니다.
화학적 특성 (반응성 및 산화 상태)
산화 상태
테크네튬의 일반적인 산화 상태로는 +4 및 +7(후자는 퍼테크네이트 이온 \((\mathrm{TcO}_4)^{-}\)에 존재)이 보고되며, +3은 덜 일반적입니다. 테크네튬은 초기-중기 전이금속의 다원자성을 나타내며, 산화 상태가 높아 산소 및 플루오린 착물을 안정화합니다.
공기 및 물과의 반응성
금속 테크네튬은 습한 공기에서 천천히 변색됩니다. 산화 조건에서 고산화물 및 용해성 산소종으로 전환됩니다. 수용액 화학에서는 산화제가 퍼테크네이트 \((\mathrm{TcO}_4)^{-}\)이라는 비교적 이동성이 크고 용해성이 있는 산소 음이온을 쉽게 생성하며, 환원 시 낮은 원자가의 불용성 산화물 또는 금속으로 전환됩니다.
산과 염기와의 반응성
테크네튬은 질산, 왕수, 고농축 황산과 같은 산화성 산에 용해되어 가용성 테크네튬 화학종을 형성하지만, 어떤 농도의 염산에서도 용해되지 않는 것으로 보고됩니다. 중성 또는 알칼리성 과산화수소 용액은 퍼테크네이트 이온 \((\mathrm{TcO}_4)^{-}\)을 포함하는 용액에 용해시킵니다. 금속은 플루오린과 직접 반응하여 펜타플루오라이드 및 헥사플루오라이드 화합물을 형성하고, 상온에서 황과 결합하여 이황화물 화합물을 형성하며, 적절한 조건 하에 카바이드(TcC)를 생성할 수 있습니다.
동위원소 조성
안정 동위원소
테크네튬에는 안정 동위원소가 존재하지 않으며 모든 동위원소가 방사성입니다.
방사성 동위원소
테크네튬은 여러 실용적 방사성 동위원소를 가집니다. 준안정 동위원소 \({}^{99\mathrm{m}}\mathrm{Tc}\) (\({}^{99}\mathrm{Mo}\)의 붕괴 생성물)은 약 6시간의 반감기를 가지며, 진단용 방사성 영상 촬영에 널리 사용됩니다. 기저 상태 \({}^{99}\mathrm{Tc}\) (\({}^{99\mathrm{m}}\mathrm{Tc}\)의 붕괴 생성물)는 반감기 약 210,000년으로, 사용 후 핵연료 내 장기간 존재하는 중요 핵분열 생성물입니다. 실무에서 가장 흔히 이용 가능한 동위원소는 \({}^{99}\mathrm{Tc}\)입니다.
열역학 파라미터
비열 등 관련 데이터
현재 데이터에서는 실험적으로 확립된 이 특성의 값이 제공되지 않습니다.
엔탈피 및 깁스 에너지
보고된 융점에서의 몰 융해 엔탈피: \(33.29\,\mathrm{kJ}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
표준 생성 또는 기타 열역학적 함수에 대한 간결한 깁스 자유 에너지 값은 현재 데이터에서 제공되지 않습니다.
식별자 및 동의어
등록 번호 및 코드
- CAS 번호: 7440-26-8
- EC 번호: 231-136-0
- ChEBI: CHEBI:33353
- DSSTox 물질 ID: DTXSID5075028
- 일본화학자 번호: J95.292C
- 위키데이터: Q1054
추가 계산된 식별자:
- 분자식: Tc
- 분자/원자량: 96.90636
- InChI: InChI=1S/Tc
- InChIKey: GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N
- SMILES: [Tc]
동의어 및 일반명
보고된 사용 가능한 동의어 및 명칭 변형: Technetium; TECHNETIUM; Technetium, elemental; Tc; technetium atom; Technetium (element); Technetium (atomic); 43Tc; Technetium element. (이 목록은 기록된 동의어 중 일부임.)
산업 및 상업적 응용
주요 사용 분야
테크네튬의 주요 관련 분야는 핵의학(\({}^{99\mathrm{m}}\mathrm{Tc}\) 기반 진단용 방사성의약품)과 핵기술(원자로 연료 및 폐기물 관리 내 핵분열 생성물, 특히 \({}^{99}\mathrm{Tc}\))입니다. 소량의 테크네튬은 강철 제조에서 부식 억제제로 연구되었으나 방사성 문제로 인해 일반 산업적 사용은 제한적입니다. 또한 테크네튬과 특정 합금은 저온 초전도성 및 관련 극저온 응용 분야에서 연구되었습니다.
일반적인 응용 사례
- 진단 영상: 감마 영상 촬영을 위한 \({}^{99\mathrm{m}}\mathrm{Tc}\) 방사성의약품의 사용.
- 핵산업: 텍네튬은 핵분열 생성물로 생산되며, 사용후 연료 및 폐기물 흐름에서 장기 방사선 오염물질로 존재함(\({}^{99}\mathrm{Tc}\)는 특히 환경 문제로 중요).
- 야금학: 강철 생산에서 미세합금 원소 또는 부식 억제제로 실험적 사용(방사능으로 인해 적용 한계가 있음).
- 화학 시약: 산화성 수용액 화학에서 과텍네타트 \((\mathrm{TcO}_4)^{-}\) 형성; 특수 합성에서 플루오라이드 및 기타 고산화 상태 화합물 형성.
구매자 또는 공정 기술자가 특정 분야에 맞춘 간결한 사용 요약을 필요로 하는 경우, 위에 기술된 원소 및 방사화학적 특성에 근거하여 선택해야 합니다.
안전 및 취급 개요
보관 및 취급 고려사항
텍네튬은 방사성 물질로, 취급 및 보관 시에는 인정된 방사선 방호 원칙(시간, 거리, 차폐) 및 현지 규제 요건을 준수해야 합니다. 고체 금속성 텍네튬은 방사성 물질에 적합한 용기에 보관하며 확산 및 오염 방지 조치를 취해야 합니다. 과텍네타트 또는 기타 용해성 텍네튬 화합물을 함유한 용액은 2차 용기 및 환경 방출과 인체 흡수 방지를 위한 설계된 제어 장치가 필요합니다.
에어로졸 또는 미세 입자를 형성할 수 있는 물질의 경우 공기 중 오염 생성 방지를 권고합니다. 상세 위험성, 운송 및 규제 정보는 제품별 안전보건자료(SDS) 및 현지 법규를 참조해야 합니다.
직업적 노출 및 보호 조치
과텍네타트 \((\mathrm{TcO}_4)^{-}\)는 위장관 흡수가 상당하며(과텍네타트의 경우 50–80% 보고), 용해성 텍네튬 종은 체내 전신 분포가 가능하고, 불용성 산화물 및 입자는 폐에서 더 천천히 제거됩니다. 일반적인 직업적 통제에는 설계된 밀폐, 국소 배기 환기, 오염 모니터링, 접근 통제가 포함됩니다. 개인 보호장비는 일회용 또는 세척 가능한 장갑, 안구 보호구, 실험복을 포함해야 하며, 입자 또는 에어로졸 흡입 위험 시 호흡 보호구도 착용해야 합니다. 오염 제거 절차와 의료 대응 계획이 마련되어야 하며, 방사선 노출 응급 처치 방법도 숙지해야 합니다.
오염 및 섭취에 대한 응급 의료 관리 원칙은 표준으로, 오염 제거, 지지 치료(기도 유지, 호흡, 순환), 그리고 제거 및 선량 평가를 위한 전문 방사선 상담을 포함합니다. 방사성 물질의 경우 기관의 방사선 안전 지침을 따르고, 보건물리학/방사선 방호 담당자와 협력해야 합니다.
규제 한도 및 구체적인 노출 기준은 해당 규제 당국 및 기관의 방사선 방호 프로그램을 참조하십시오.
