Technétium

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Données  v · d · m 
Molybdène - Technétium - Ruthénium
Mn
Tc
Re
 
 
 
 
43
Tc
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               

Table complète - Table étendue

Général
Nom, Symbole, Numéro Technétium, Tc, 43
Série chimique métaux de transition
Groupe, Période, Bloc 7, 5, d
Masse volumique 11 500 kg/m3
Couleur Gris métallique
Propriétés atomiques
Masse atomique 98 u
Rayon atomique (calc) 135 (183) pm
Rayon de covalence 156 pm
Rayon de van der Waals ND pm
Configuration électronique [Kr]4d65s1
Électrons par niveau d'énergie 2, 8, 18, 14, 1
État(s) d'oxydation 7
Oxyde Acide fort
Structure cristalline Hexagonal
Propriétés physiques
État ordinaire solide
Température de fusion 2430 K
Température de vaporisation 4538 K
Énergie de fusion 24 kJ/mol
Énergie de vaporisation 660 kJ/mol
Volume molaire 8,63×10-6 m3/mol
Pression de la vapeur 0,0229 Pa à 2741 K
Vélocité du son ND m/s à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 1,9
Chaleur massique 210 J/(kg·K)
Conductivité électrique 6,7×106 S/m
Conductivité thermique 50,6 W/(m·K)
1er potentiel d'ionisation 702,3 kJ/mol
2e potentiel d'ionisation 1470 kJ/mol
3e potentiel d'ionisation 2618 kJ/mol
4e potentiel d'ionisation 2850 kJ/mol
Isotopes les plus stables
iso AN période MD Ed MeV PD
97Tc {syn.} 2,6×106 a ε 0,320 97Mo
98Tc {syn.} 4,2×106 a β- 1,796 98Ru
99Tc {syn.} 211 100 a β- 0,294 99Ru
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le technétium est un élément chimique, de symbole Tc et de numéro atomique 43. C'est un métal de transition radioactif de couleur gris métallique, rarement présent dans la nature. Son nom provient du grec technetos qui signifie «artificiel» puisqu'il a été le premier élément chimique produit artificiellement. Le Technétium est aussi le plus léger des éléments découverts par création artificielle.

Sommaire

[modifier] Histoire

La place entre le molybdène et le ruthénium resta longtemps vacante. De nombreux chercheurs avaient l'ambition de trouver cet élément et sa place dans dans la table laissait suggérer que la découverte serait facile par rapport aux autres éléments. Cet élément a été présumé un alliage métallique en 1828. Le nom polinium lui a été donné mais il s'est avéré être de l'iridium impur et en 1846, l'élément ilmenium a été déclaré découvert mais il s'agissait en fait du niobium impur. Cet erreur a été répétée en 1847 avec la découverte du pelopium. Dmitri Mendeleïev prédisait que l'élément chimique aurait les mêmes propriétés que le manganèse et il lui donna le nom d'eka manganèse.

En 1877, le chimiste russe Serge Kern rapporta avoir trouvé l'élément manquant dans un alliage métallique. Kern nomma ce qu'il pensa être le nouvel élément davyum en hommage du chimiste anglais Sir Humphry Davy mais l'élément s'avéra être un mélange d'iridium, de rhodium et de fer. Un autre candidat, le lucium suivit en 1896 mais fut déterminé comme étant de yttrium. Puis en 1908, le chimiste japonais Masataka Ogawa trouva la preuve dans le minerai thorianite qui indiquait la présence de l'élément 43. Ogawa appela cet élément le nipponium, d'après le japon (nippon en japonais). En 2004, H. K Yoshihara utilisa un enregistrement d'un spectre rayon X de l'échantillon de nipponium d'Ogawa de thorianite qui était contenu une assiette photographique? par sa famille. L'analyse du spectre montra que l'abscence de l'élément 43 et la présence de l'élément 75 (rhénium) dans l'échantillon.

En 1925, Walter Noddack, Otto Berg et Ida Tacke (plus tard Mrs Noddack) annoncèrent leur découverte qu'ils nommèrent masurium, mais ils ne réussirent pas à renouveler l'expérience. Le nom masurium vient de Masuria, une région de l'est de la Prusse, actuellement la Pologne, la région dont la famille de Walter Noddack est originaire). Cette équipe a bombardé de la columbite avec des électrons et en a déduit la présence de l'élément 43 en examinant le spectre rayon-X. Ainsi la découverte est attribuée à Carlo Perrier et Emilio Segrè qui isolent l'isotope 97 en 1937.

[modifier] Utilisation médicale

Le technétium 99 métastable (99mTc) est le radioisotope le plus utilisé en imagerie médicale nucléaire. Ses caractéristiques physiques sont presque idéales pour cet usage :

  • la demi-vie de 6 heures est assez longue pour permettre de suivre les processus physiologiques d'intérêt, mais assez courte pour limiter l'irradiation inutile.
  • l'énergie du photon gamma, 140,5 keV, est idéale puisque assez énergétique pour traverser les tissus vivants, mais assez faible pour pouvoir être détectée commodément: elle peut être absorbée efficacement par un cristal d'iodure de sodium d'épaisseur typique de l'ordre de 10 à 15 mm.
  • l'émission de photons gamma est élevée (88,5 photons pour 100 désintégrations). Peu de particules non pénétrantes sont émises, d'où une plus faible absorption d'énergie par les tissus vivants.

De plus, il est facilement disponible dans les hôpitaux grâce à un générateur de technétium (de la taille d'une batterie automobile). Le générateur contient du molybdène 99Mo radioactif, attaché (adsorbé) sur une colonne d'alumine. Le molybdène se désintègre pour donner du 99mTc, qui est récupéré par rinçage de la colonne (élution) dans une solution physiologique sous la forme de pertechnétate de sodium (Na+ TcO4-).

Fixé à de nombreuses molécules présentant un intérêt biologique, le 99mTc permet d'en suivre la distribution dans le corps humain, grâce à des détecteurs de radioactivité appelés gamma-caméras (voir scintigraphie).

Le 99mTc est notamment utilisé en médecine nucléaire pour le repérage du ganglion sentinelle en particulier dans le traitement chirurgical du cancer du sein.

Le 99mTc est aussi utilisé sous forme de technétium-méthoxyisobutylisonitrile (Tc-MIBI) pour marquer les cellules du muscle cardiaque et faire une scintigraphie tomographique. Cet examen sert à diagnostiquer la présence de tissus non irrigués dans le myocarde.

Le marquage des globules rouges lors d'une scintigraphie ventriculaire, est aussi fait avec du 99mTc sous forme de pertechnétate de sodium. Le but d'une ventriculographie est de caractériser la fonction cardiaque (volume d'éjection, fraction d'éjection, etc.).

La scintigraphie osseuse utilise le Tc combiné à la molécule vectrice HDP ou HMDP.

L'hexa-methyl-propylene-amine-oxime (HMPAO) est une molécule de synthèse qui peut être marquée par le 99mTc. Après injection intraveineuse, l'HMPAO se fixe dans le cerveau (entre autres) quasiment proportionnellement au débit sanguin cérébral. On peut ainsi avoir une idée du débit sanguin cérébral régional en mesurant la quantité d'HMPAO fixée.

[modifier] Occurrence

Le technétium a déjà été présent sur Terre en quantité macroscopique (assez pour déterminer ses propriétés chimiques et physiques), aujourd’hui on sait qu'il existe naturellement de telles quantités ailleurs dans l'Univers. Quelques étoiles de type géantes rouges contiennent une raie d'absorption dans leur spectre correspondant à la présence de technétium. Sa présence dans les géantes rouges a conduit à la preuve de la production des éléments lourds (nucléosynthèse) dans les étoiles.

Depuis sa découverte, beaucoup de recherches ont tenté de trouver des sources terrestres naturelles. En 1962, le technétium 99 a été isolé et identifié en très petite quantité dans l’uraninite provenant d'Afrique comme produit de fission spontanée d'uranium 238. Cette découverte a été faite par B.T. Kenna et P.T. Kuroda. En 1999 David Curtis (du Laboratoire national de Los Alamos) estime qu'un kilogramme d'uranium devrait contenir 1 nanogramme (10-9g) de technétium.

Dans des réacteurs nucléaires, le 99Tc est un sous-produit de la fission de l'uranium. Il est donc préparé en le séparant chimiquement du combustible appauvri des réacteurs. Les deux tiers de la production mondiale de 99Tc proviennent du réacteur national de recherche universel des Laboratoires nucléaires de Chalk River, en Ontario, au Canada[1].

[modifier] Références dans la littérature

Le technétium est l'élément que parie Qfwfq dans Cosmicomics d'Italo Calvino. Il constitue la mise des paris faits avec le Doyen (k)yK, et vaut à Qfwfq une forte déception lorsqu'il en découvre l'instabilité, et que tout son fonds se volatilise.

[modifier] Voir aussi

[modifier] Liens externes

[modifier] Sources, notes et références

wikt:

Voir « technétium » sur le Wiktionnaire.