Technetium은 안정적인 동위 원소가없는 방사성 요소입니다. 원자가 43 인 가장 가벼운 불안정한 요소입니다. 주기율표 위의 주변의 모든 요소에는 적어도 하나의 안정적인 동위 원소가 있습니다. Technetium은 특별하게 만드는 것은 무엇입니까? 짧은 대답은 안정적인 핵을 형성하기 위해 Technetium 원자에 넣을 수있는 중성자가 많지 않다는 것입니다.
원자 핵은 양성자와 중성자로 구성됩니다. 요소의 동일성은 양성자 수 (원자 수)에 의해 정의되지만, 원자는 상이한 수의 중성자 (다른 동위 원소 형성)를 포함 할 수있다. 가벼운 원소의 경우, 가장 안정적인 동위 원소는 일반적으로 동일한 수의 양성자 및 중성자를 함유하는 원자입니다. 처음에는 양성자와 중성자의 질량이 거의 동일하기 때문에 이것은 의미가 있습니다. 그러나, 양성자의 질량은 중성자의 질량보다 약간 크기 때문에 원자가 더 큰 원자에서 질량 차이가 유의하게된다. 원자가 질량을 얻을수록 가장 안정적인 중성자 대 양자 비율이 증가하여 광 원소의 1 :1 비율에서 더 무거운 원소의 1.3 :1 비율로 변경됩니다. Technetium의 경우 및 다음으로 가장 가벼운 방사성 요소 (Promethium)의 경우, 균형을 잡는 양성자와 중성자의 조합은 없습니다. 문제를 더 혼란스럽게 만들기 위해, 원자 핵의 질량은 실제로 양성자와 중성자의 질량의 합보다 적습니다. 일부 질량은 핵 결합 에너지로 전환되기 때문입니다.
.홀수 및 고급 양성자 수
Technetium 원자는 43 개의 양성자를 함유하며, 이는 홀수의 양성자입니다. 원자 번호의 균일 함 또는 이상함은 원자 핵의 특성에 영향을 미칩니다. 고른 수의 양성자 및 중성자 (EE 뉴 클라이드)를 함유하는 원자가 가장 안정적인 경향이 있습니다. 양성자와 중성자가 쌍을 이루기 때문에, 핵은 스핀 0을 가지며, 짝수의 양성자를 함유하는 원자는 있지만, 중성자의 홀수는 안정적 일 가능성이 적다. 고른 수의 양성자 및 홀수의 중성자를 갖는 53 개의 안정적인 핵종이 있습니다. 홀수의 양성자 및 짝수의 중성자를 갖는 원자는 훨씬 덜 안정적입니다. 이 유형에는 48 개의 안정적인 뉴 클라이드가 있습니다. 홀수의 양성자 및 홀수의 중성자를 함유하는 원자는 안정적 일 가능성이 가장 낮습니다. 이 유형에는 5 개의 안정적인 뉴 클라이드가 있습니다 (예 :중수소). 짝을 이루지 않은 양성자와 짝을 이루지 않은 중성자는 스핀이 정렬되면 서로에게 더 강한 핵력 매력을 발휘하므로 홀수 핵은 최소 1의 총 스핀을 생성합니다.
Mattauch Isobar Rule
행동을 설명하지는 않지만 Mattauch Isobar 규칙은 Technetium 및 Promethium의 방사능을 예측하는 데 사용될 수 있습니다. 1934 년, Josef Mattauch는 주기율표의 인접한 두 가지 요소에 동일한 질량 수 (Isobars)를 갖는 동위 원소를 가지고 있다면 동위 원소 중 하나는 방사성이어야한다는 규칙을 제정했습니다. 몰리브덴과 루테늄은 모두 안정적인 동위 원소를 가지고 있으므로 테크 네티움에 해당하는 이소 바가 불안정해야합니다. Neodymium과 Samarium은 모두 안정적인 동위 원소를 가지고 있으므로 Prometium의 이소 바는 불안정해야합니다. Technetium의 경우에는 사실이지만 Mattauch Isobar 규칙에는 예외가 있습니다. 예를 들어, Antimony-123과 Tellurium-123은 모두 안정적입니다. 그러나 동위 원소 안정성에 대한 예측을하기 위해 대부분의 주기적 표에 규칙을 적용 할 수 있습니다.
참조
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- Johnstone, Erik V.; 예이츠, 메리 앤; Poineau, Frederic; Sattelberger, Alfred P.; Czerwinski, Kenneth R. (2017 년 2 월 21 일). Technetium :주기율표의 첫 번째 방사선 요소. J . 화학 Educ. 94, 3, 320-326. doi :10.1021/acs.jchemed.6b00343
