El tecnecio es el más ligero de los elementos químicos que no cuentan con isótopos estables y el primer elemento sintético que se encuentra en la tabla periódica. Su número atómico es el 43 y su símbolo es Tc. Las propiedades químicas de ese metal de transición cristalino de color gris plateado son intermedias a las del renio y las del manganeso. Su isómero nuclear ^99mTc, de muy corta vida y emisor de rayos gamma, se usa en medicina nuclear para efectuar una amplia variedad de pruebas diagnósticas. El ⁹⁹Tc se usa como fuente de partículas beta libre de la emisión de rayos gamma. El anión pertecnetato (TcO₄^–) se emplea como inhibidor de corrosión anódica para aceros.

Antes de que fuera descubierto, muchas de las propiedades del elemento 43 fueron predichas por Dmitri Mendeleev. Mendeleev, quien reservó un espacio en su tabla periódica para un hipotético elemento que llamó eka – manganeso. En 1937, el isótopo ⁹⁷Tc se convirtió en el primer elemento producido de forma predominantemente artificial, de ahí su nombre (del griego ????????, que significa “artificial”). La mayoría del tecnecio producido en la Tierra se obtiene como subproducto de la fisión del ²³⁵U en los reactores nucleares y se extrae de las varillas de combustible nuclear. Ningún isótopo del tecnecio posee un periodo de semidesintegración mayor de 4.2 millones de años (el caso concreto del ⁹⁸Tc), así que su detección en gigantes rojas en 1952 ayudó a reforzar la teoría de que en las estrellas pueden generarse elementos pesados. En la Tierra, el tecnecio se encuentra en trazas detectables como producto de la fisión espontánea en minerales de uranio por acción de la captura de neutrones en menas de molibdeno.

El tecnecio es un metal radiactivo de color gris plateado con una apariencia similar al metal platino. Sin embargo, cuando se obtiene generalmente tiene la forma de polvo grisáceo. La estructura cristalina del Tc metal puro a granel es hexagonal y compacta, y las estructuras cristalinas del metal puro nanodisperso son cúbicas. Su posición en la tabla periódica está entre el molibdeno y el rutenio, y como predicen las leyes periódicas, sus propiedades son intermedias a esos dos metales. El tecnecio, al igual que el prometio, es excepcional entre los elementos ligeros, ya que no posee ningún isótopo estable (y, sin embargo, está rodeado por elementos que sí los tienen).

Dada su inestabilidad, el tecnecio es extremadamente escaso en la Tierra. No desempeña ningún papel biológico y, en condiciones normales, no se encuentra en el cuerpo humano. La forma metálica del tecnecio se desluce rápidamente en presencia de aire húmedo.

Sus óxidos son el TcO₂ y el Tc₂O₇. Bajo condiciones oxidantes, el tecnecio (VII) existe en forma de anión pertecnetato, TcO₄^–. Los estados de oxidación más habituales del tecnecio son 0, +2, +4, +5, +6 y +7. Cuando el tecnecio está pulverizado, arde en presencia de oxígeno. Se disuelve en agua regia, ácido nítrico y en ácido sulfúrico concentrado, pero no en ácido clorhídrico. Posee líneas espectrales características a las siguientes longitudes de onda: 363 nanómetros, 403 nanómetros, 410 nanómetros, 426 nanómetros, 430 nanómetros y 485 nanómetros. Los parámetros de celda unitaria del metal Tc ortorrómbico se informaron cuando el Tc está contaminado con carbono (a=0.2805(4), b=0.4958(8), c=0.4474(5) nanómetros para Tc-C con 1.38 % en peso de C y a=0.2815(4), b=0.4963(8), c=0.4482(5) nanómetros para Tc-C con 1.96 % en peso de C).

La forma metálica es ligeramente paramagnética, es decir, sus dipolos magnéticos se alinean con los campos magnéticos externos, a pesar de que el tecnecio normalmente no es magnético. La estructura cristalina del metal presenta un empaquetamiento hexagonal compacto (empaque hexagonal más cercano de esferas, tipo magnesio). Un cristal aislado de puro tecnecio metálico se convierte en un superconductor de tipo II a una temperatura de 7.46 Kelvin; la irregularidad de los cristales y las trazas de impurezas elevan ese valor a 11.2 Kelvin para el caso de un tecnecio pulverizado de una pureza del 99.9 %. Por debajo de esa temperatura, el tecnecio posee una muy alta profundidad de penetración magnética, la mayor de todos los elementos después del niobio.

El tecnecio es generado en los procesos de fisión nuclear, y se propaga más fácilmente que otros muchos radionúclidos. Es importante la comprensión de su toxicidad en animales y humanos, pero las pruebas experimentales son escasas. Parece tener baja toxicidad química. Su toxicidad radiológica (por unidad de masa) varía en función del compuesto, el tipo de radiación del isótopo en cuestión y su periodo de semidesintegración. El ^99mTc es particularmente atractivo por sus aplicaciones médicas. La máxima radiación que presenta este isótopo es de rayos gamma con la misma longitud de onda que los rayos X empleados para el diagnóstico común, ofreciendo la penetración adecuada y causando daños mínimos. Todo esto, unido al corto período de semidesintegración de su isómero nuclear metaestable y al relativamente largo período de semidesintegración del isótopo producido ⁹⁹Tc que permite que sea eliminado del organismo antes de que se desintegre, hace que un escáner nuclear de ^99mTc típico suponga una dosis relativamente baja de radiación administrada.

Todos los isótopos del tecnecio deben manejarse con cuidado. El más común de ellos, el ⁹⁹Tc, es un débil emisor de partículas beta; ese tipo de radiación pueden detener las paredes del instrumental de cristal del laboratorio. Cuando son detenidas, se emiten rayos X de baja intensidad, pero una separación de unos 30 centímetros basta para que afecte a nuestro organismo. El riesgo principal cuando se trabaja con tecnecio es la inhalación del polvo; la contaminación radiactiva que este produce en los pulmones supone un riesgo muy significativo de cáncer. Para la mayoría de los trabajos con tecnecio, la manipulación cuidadosa bajo una campana extractora suele ser suficiente; no se requiere el uso de una cámara seca con guantes.

Durante muchos años existió un espacio vacante en la tabla periódica entre el molibdeno (elemento 42) y el rutenio (elemento 44). Muchos investigadores de la época estaban ansiosos por ser los primeros en descubrir y poner nombre al elemento 43; su localización en la tabla sugería que debía ser más fácil de descubrir que otros elementos aún no hallados. En 1828, se creyó haber encontrado en menas de platino. Se le dio el nombre de polinio, pero finalmente resultó ser iridio impuro. Más tarde, en 1846 de nuevo se afirmó haber descubierto el elemento que nombraron ilmenio, pero se determinó que era niobio impuro. Ese error fue cometido de nuevo en 1847 cuando se aseguró haber descubierto el llamado pelopio. Dimitri Mendeleev predijo que ese elemento 43 debía ser químicamente similar al manganeso, y lo llamó eka-manganeso.

En 1877, el químico ruso Serge Kern informó del descubrimiento del elemento en un mineral de platino. Kern lo bautizó con el nombre de davyo, en honor al destacado químico inglés Sir Humphry Davy, pero se determinó que en realidad se trataba de una mezcla de iridio, rodio y hierro. Otro candidato, el lucio, fue el siguiente en 1896, pero resultó ser itrio. Más tarde, en 1908 el químico japonés Masataka Ogawa encontró una evidencia en una muestra de un mineral llamado torianita que parecía indicar la presencia del elemento 43. Ogawa le puso el nombre de niponio, en honor de Japón (Nippon en japonés). En el año 2004, H. K. Yoshihara revisó una copia del espectro de rayos X de la muestra de torianita en la que Ogawa encontró el niponio grabada en una placa fotográfica preservada por la familia del químico japonés. El espectro fue reinterpretado e indicaba la presencia del elemento 75 (renio), en lugar del elemento 43.

Los químicos alemanes Otto Berg, Walter Noddack e Ida Tacke (esos dos últimos más tarde se casarían) informaron del descubrimiento de los elementos 75 y 43 en 1925, nombrando a ese último con el nombre de masurio (en honor a Masuria, en el este de Prusia, actualmente territorio polaco, la región de donde procedía la familia de Noddack). El grupo de químicos bombardeó muestras de columbita con un haz de electrones y dedujeron la presencia del elemento 43 al examinar espectros de difracción de rayos X. La longitud de onda de los rayos X está relacionada con el número atómico a través de una expresión deducida por Henry Moseley en 1913. El equipo afirmó haber detectado una leve señal de rayos X a la longitud de onda correspondiente al elemento 43. Otros investigadores contemporáneos no han sido capaces de reproducir ese experimento y, de hecho, fue considerado como un error durante muchos años.

En 1998, John T. Armstrong del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, efectuó simulaciones informáticas de los experimentos de 1925 y obtuvo resultados muy similares a los conseguidos por el equipo de Noddack, y aseguró que estaban respaldados por el trabajo publicado por David Curtis del Laboratorio Nacional Los Álamos sobre la medida de la abundancia natural del tecnecio. Sin embargo, los resultados experimentales de Noddack nunca han sido reproducidos, y nunca fueron capaces de aislar el elemento 43.

La idea de que Noddack podría efectivamente haber obtenido muestras de tecnecio fue propuesta por el físico belga Pieter van Assche. Assche intentó efectuar un análisis a posteriori de los datos de Noddack para demostrar que el límite de detección del método analítico de Noddack podría haber sido del orden de mil veces inferior al valor propuesto en sus trabajos (10^-9). Esos valores fueron usados por Armstrong para simular el espectro de rayos X original. Armstrong afirmó haber obtenido resultados muy similares al espectro original sin hacer ninguna referencia a dónde fueron publicados los datos originales

De esa forma, ofreció un apoyo convincente a la idea de que Noddack efectivamente identificó la fisión del masurio, basándose en datos espectrales. Sin embargo, Gunter Herrmann, de la Universidad de Maguncia, después de un minucioso estudio demostró que los argumentos de van Assche tuvieron que ser desarrollados ad hoc para adecuarse de manera un tanto forzada a los resultados previamente establecidos. Además, el contenido en ⁹⁹Tc esperado en una muestra típica de pechblenda (50 % de uranio) es aproximadamente de 10^-10 gramos (kilogramos de mineral)^-1 y, puesto que el uranio nunca excedió el 5 % (aproximadamente) en las muestras de columbita de Noddack, la cantidad de elemento 43 no pudo exceder los 3×10^-11 microgramos(kilogramo de mineral)^-1.

Es claro que una cantidad tan pequeña no pudo ser pesada, ni a partir de ella pudieron obtenerse líneas espectrales de rayos X que pudieran ser claramente distinguidas del ruido. La única forma de detectar su presencia es a partir de medidas de radiactividad, una técnica que Noddack no empleó, pero que sí lo hicieron Segrè y Perrier.

El descubrimiento del elemento 43 fue finalmente confirmado en un experimento en 1937 llevado a cabo en la Universidad de Palermo (Sicilia), por Carlo Perrier y Emilio Segrè. En el verano de 1936, Segrè y su esposa visitaron los Estados Unidos. Primero estuvieron en New York, en la Universidad de Columbia, donde Segrè había pasado el verano anterior, y después en Berkeley en el Laboratorio de Radiación Ernest O. Lawrence. Segrè convenció al inventor del ciclotrón, Lawrence, para que le cediera alguna de las partes descartadas del ciclotrón que se habían vuelto radiactivas.

A principios de 1937, Lawrence le envió una hoja de molibdeno que formaba parte del deflector del ciclotrón. Segrè animó a su experimentado colega Perrier a que le ayudara a intentar demostrar mediante química comparativa que la actividad del molibdeno era en realidad causada por un elemento con Z=43, elemento inexistente en la naturaleza debido a la inestabilidad que presenta por la desintegración nuclear.

Con una considerable dificultad, fueron capaces de aislar tres períodos de desintegración distintos (90, 80 y 50 días) que correspondían a los isótopos ⁹⁵Tc y ⁹⁷Tc del tecnecio, nombre dado más tarde por Perrier y Segrè al primer elemento químico sintetizado por el ser humano. La Universidad de Palermo oficialmente quiso que el elemento fuera bautizado como panormio, ya que el nombre en latín de Palermo es Panormus.

En lugar de ese nombre, los investigadores decidieron nombrar al nuevo elemento usando la palabra griega technètos, que significa “artificial”, por ser el primer elemento producido de forma artificial. Segrè volvió a Berkeley e inmediatamente buscó a Glenn T. Seaborg. Allí aislaron el isótopo ^99mTc, que ahora se usa en más de 10 millones de procedimientos médicos diagnósticos al año.

En 1952, el astrónomo Paul W. Merrill en California detectó la señal espectral del tecnecio (en concreto, a las longitudes de 403.1 nanómetros, 423.8 nanómetros, 426.8 nanómetros y 429.7 nanómetros) en la luz emitida por gigantes rojas del tipo S. Esas estrellas masivas cercanas al final de su vida eran ricas en ese elemento de vida corta, lo que significaba que las reacciones nucleares que tienen lugar en las estrellas podían generarlo. Esa evidencia fue usada para respaldar la teoría no probada de que en las estrellas se produce la nucleosíntesis de elementos pesados. Posteriormente, dichas observaciones proporcionaron las pruebas de que los elementos eran formados por la captura de neutrones en el proceso-S.

Desde ese descubrimiento, se intentaron buscar fuentes naturales de tecnecio en materiales terrestres. En 1962, fue aislado e identificado ⁹⁹Tc en una muestra de pechblenda procedente del Congo Belga, en muy bajas concentraciones (aproximadamente 0.2 nanogramo kilogramo^-1); su presencia era debida a la fisión espontánea del ²³⁸U. Ese descubrimiento fue hecho por B. T. Kenna y P. K. Kuroda. Hay pruebas de que en el reactor de fisión natural de Oklo se han producido cantidades significativas de ⁹⁹Tc, que se desintegraron originando ⁹⁹Ru.

El tecnecio es uno de los dos elementos, dentro de los 82 primeros, que no posee isótopos estables (de hecho, es elemento con el número atómico más bajo que es exclusivamente radiactivo); el otro elemento es el prometio. Los radioisótopos más estables del tecnecio son el ⁹⁸Tc (período de semidesintegración: 4.2 millones de años), el ⁹⁷Tc (período de semidesintegración: 2.6 millones de años) y el ⁹⁹Tc (período de semidesintegración: 211 100 años).

Se han caracterizado otros veintidós radioisótopos con masas atómicas que abarcan desde las 87.93 u (⁸⁸Tc) hasta las 112.93 u (¹¹³Tc). La mayoría de sus períodos de semidesintegración son menores a una hora; las excepciones son el ⁹³Tc (período de semidesintegración: 2.75 horas), ⁹⁴Tc (período de semidesintegración: 4.88 horas), ⁹⁵Tc (período de semidesintegración: 20 horas) y ⁹⁶Tc (período de semidesintegración: 4.28 días).

El tecnecio posee también numerosos meta-estados. El ^97mTc es el más estable, con un período de semidesintegración de 90.1 días (0.097 eV). Le sigue el ^95mTc (período de semidesintegración: 61 días, 0.038 eV), el ^99mTc (período de semidesintegración: 6.01 horas, 0.143 eV). El ^99mTc sólo emite rayos gamma, desintegrándose hasta ⁹⁹Tc.

Para los isótopos más ligeros que el isótopo ⁹⁸Tc, el modo primario de desintegración es la captura electrónica, originando molibdeno. Para los isótopos más pesados, el modo primario es la emisión beta, originando rutenio, con la excepción del ¹⁰⁰Tc que puede desintegrarse tanto por emisión beta como por captura electrónica.

El ⁹⁹Tc es el isótopo más común y el más fácil de obtener, ya que es producto mayoritario de la fisión del ²³⁵U. Un gramo de ⁹⁹Tc produce 6.2×10⁸ desintegraciones por segundo (eso es 0.62 GBq·g^-1). La espectroscopia de resonancia magnética nuclear permite estudiar la estructura y dinámica de procesos de radioelementos en solución y en estado sólido porque el isótopo ⁹⁹Tc (I = 9/2) es activo en RMN y está disponible a escala de gramos.

Referencias

 

• Tecnesio. Wikipedia. https://es.wikipedia.org/wiki/Tecnecio