समूह 7 तत्व

From LTRC
आवर्त सारणी में समूह 7
Group number 7
By element मैंगनीज समूह
Cas VIIB
Old iupac VIIA
Mark Mn,Tc,Re,Bh
Left समूह 6
Right समूह 8
↓ आवर्त
4 आदिम
5 क्षय से
6 आदिम
7 कृत्रिम

संकेत

आदिम तत्व
रेडियोधर्मी क्षय द्वारा तत्व
कृत्रिम तत्व

समूह 7, जिसे IUPAC नामकरण द्वारा क्रमांकित किया गया है, आवर्त सारणी में तत्वों का एक समूह है। इसमें मैंगनीज (Mn), टेक्नेटियम (Tc), रेनियम (Re) और बोरियम (Bh) शामिल हैं। यह समूह आवर्त सारणी के d-ब्लॉक में स्थित है, और इसलिए ये संक्रमण धातु हैं। इस समूह को कभी-कभी इसके सबसे हल्के सदस्य के नाम पर मैंगनीज समूह या मैंगनीज परिवार भी कहा जाता है; हालाँकि, समूह को स्वयं कोई सामान्य नाम (trivial name) नहीं मिला है क्योंकि यह संक्रमण धातुओं के व्यापक समूह का हिस्सा है।

समूह 7 के तत्वों में मुख्य समूह ऑक्सीकरण अवस्था (+7) होने की प्रवृत्ति होती है, हालाँकि यह प्रवृत्ति पिछले समूहों की तुलना में काफी कम सुसंगत है। अन्य समूहों की तरह, इस परिवार के सदस्य अपने इलेक्ट्रॉन विन्यास में पैटर्न दिखाते हैं, विशेष रूप से सबसे बाहरी कोशों में, जिसके परिणामस्वरूप रासायनिक व्यवहार में रुझान दिखाई देते हैं। प्रकृति में, मैंगनीज एक काफी सामान्य तत्व है, जबकि रेनियम दुर्लभ है, टेक्नेटियम केवल सूक्ष्म मात्रा में पाया जाता है, और बोरियम पूरी तरह से कृत्रिम है।

भौतिक गुण

समूह 7 में रुझान, अन्य शुरुआती d-ब्लॉक समूहों की तुलना में कम स्पष्ट रूप से, उन समूहों का अनुसरण करते हैं और पांचवें से छठे आवर्त में जाने पर कोर में एक भरे हुए f-कोश के जुड़ने को दर्शाते हैं। मैंगनीज को छोड़कर, जो काय-केंद्रित घनीय (bcc) संरचना में क्रिस्टलीकृत होता है, सभी समूह 7 तत्व षट्कोणीय निविड संकुलित (hcp) संरचना में क्रिस्टलीकृत होते हैं। बोरियम के भी hcp संरचना में क्रिस्टलीकृत होने की उम्मीद है।[1]

नीचे दी गई तालिका समूह 7 के तत्वों के प्रमुख भौतिक गुणों का सारांश है। बोरियम के गुण या तो अज्ञात हैं या अनुमानित हैं, क्योंकि उन्हें मापा नहीं गया है।[2]

समूह 7 तत्वों के गुण
नाम Mn, मैंगनीज Tc, टेक्नेटियम Re, रेनियम Bh, बोरियम
गलनांक 1519 K (1246 °C) 2430 K (2157 °C) 3459 K (3186 °C)
क्वथनांक 2334 K (2061 °C) 4538 K (4265 °C) 5903 K (5630 °C)
घनत्व 7.21 g·cm−3 11 g·cm−3 21.02 g·cm−3 26-27 g·cm−3?[3][4]
दिखावट चांदी जैसी धात्विक चांदी जैसी-धूसर चांदी जैसी-धूसर
परमाणु त्रिज्या 127 pm 136 pm 137 pm 128 pm?[2]

रासायनिक गुण

अन्य समूहों की तरह, इस परिवार के सदस्य अपने इलेक्ट्रॉन विन्यास में पैटर्न दिखाते हैं, विशेष रूप से सबसे बाहरी कोशों में:

Z तत्व प्रति कोश इलेक्ट्रॉन
25 मैंगनीज 2, 8, 13, 2
43 टेक्नेटियम 2, 8, 18, 13, 2
75 रेनियम 2, 8, 18, 32, 13, 2
107 बोरियम 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2

समूह के सभी सदस्य आसानी से अपनी समूह ऑक्सीकरण अवस्था +7 प्रदर्शित करते हैं और समूह में नीचे जाने पर यह अवस्था अधिक स्थिर हो जाती है। टेक्नेटियम एक स्थिर +4 अवस्था भी दिखाता है जबकि रेनियम स्थिर +4 और +3 अवस्थाएं प्रदर्शित करता है।

इसलिए बोरियम भी इन निचली अवस्थाओं को दिखा सकता है। उच्च +7 ऑक्सीकरण अवस्था के ऑक्सीऐनियन (oxyanions) में मौजूद होने की अधिक संभावना है, जैसे कि परबोरेट, BhO4−, जो हल्के परमैंगनेट, परटेक्नेटेट, और पररेनैट के अनुरूप है। फिर भी, बोरियम(VII) के जलीय घोल में अस्थिर होने की संभावना है, और संभवतः यह आसानी से अधिक स्थिर बोरियम(IV) में अपचयित (reduced) हो जाएगा।[5]

यौगिक

ऑक्साइड

मैंगनीज

मैंगनीज(IV) ऑक्साइड

मैंगनीज विभिन्न प्रकार के ऑक्साइड बनाता है: MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2, MnO3 और Mn2O7। मैंगनीज(II) ऑक्साइड एक अकार्बनिक यौगिक है जो हरे क्रिस्टल बनाता है। कई मोनोऑक्साइड की तरह, MnO रॉक साल्ट संरचना अपनाता है, जहाँ धनायन और ऋणायन दोनों अष्टफलकीय रूप से समन्वित होते हैं। कई ऑक्साइड की तरह, मैंगनीज(II) ऑक्साइड अक्सर अस्टोइकियोमेट्रिक (nonstoichiometric) होता है: इसकी संरचना MnO से MnO1.045 तक भिन्न हो सकती है।[6] मैंगनीज(II,III) ऑक्साइड तब बनता है जब किसी भी मैंगनीज ऑक्साइड को हवा में 1000 °C से ऊपर गर्म किया जाता है।[6] काफी शोध नैनोक्रिस्टलाइन Mn3O4 के उत्पादन और विभिन्न संश्लेषणों पर केंद्रित रहा है जिसमें MnII का ऑक्सीकरण या MnVI का अपचयन शामिल है।[7][8][9] मैंगनीज(III) ऑक्साइड कई अन्य संक्रमण धातु ऑक्साइडों से अलग है क्योंकि यह कोरंडम (Al2O3) संरचना नहीं अपनाता है।[6] दो रूपों को आमतौर पर पहचाना जाता है, α-Mn2O3 और γ-Mn2O3,[10] हालाँकि CaIrO3 संरचना वाले एक उच्च दबाव वाले रूप की भी सूचना मिली है।[11] मैंगनीज(IV) ऑक्साइड एक काला या भूरा ठोस है जो प्राकृतिक रूप से खनिज पायरोलुसाइट के रूप में होता है, जो मैंगनीज का मुख्य अयस्क है और मैंगनीज नोड्यूल का एक घटक है। MnO2 का मुख्य उपयोग ड्राई-सेल बैटरी के लिए है, जैसे कि क्षारीय बैटरी और जिंक-कार्बन बैटरी।[6] मैंगनीज(VII) ऑक्साइड अपने क्रिस्टलीय रूप में गहरा हरा होता है। तरल परावर्तित प्रकाश में हरा और संचरित प्रकाश में लाल होता है।[12] यह कार्बन टेट्राक्लोराइड में घुलनशील है, और पानी के संपर्क में आने पर विघटित हो जाता है।

टेक्नेटियम

टेक्नेटियम(IV) ऑक्साइड

टेक्नेटियम के मुख्य ऑक्साइड टेक्नेटियम(IV) ऑक्साइड और टेक्नेटियम(VII) ऑक्साइड हैं। टेक्नेटियम(IV) ऑक्साइड का उत्पादन पहली बार 1949 में अमोनियम हाइड्रोक्साइड के तहत अमोनियम परटेक्नेटेट के घोल का इलेक्ट्रोलिसिस करके किया गया था। इसका उपयोग अक्सर मोलिब्डेनम और रेनियम से टेक्नेटियम को अलग करने के लिए किया जाता रहा है।[13][14][15] अधिक कुशल तरीके जिंक धातु और हाइड्रोक्लोरिक एसिड, स्टैनस क्लोराइड, हाइड्राजीन, हाइड्रॉक्सिलमाइन, एस्कॉर्बिक एसिड द्वारा अमोनियम परटेक्नेटेट का अपचयन हैं,[14] पोटेशियम हेक्साक्लोरोटेक्नेटेट के हाइड्रोलिसिस द्वारा[16] या अक्रिय वातावरण में 700 °C पर अमोनियम परटेक्नेटेट के अपघटन द्वारा।[13][17][18] यह 450 °C पर टेक्नेटियम(VII) ऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है।

टेक्नेटियम(VII) ऑक्साइड को 450-500 °C पर टेक्नेटियम के ऑक्सीकरण द्वारा सीधे तैयार किया जा सकता है।[19] यह आणविक बाइनरी धातु ऑक्साइड का एक दुर्लभ उदाहरण है। अन्य उदाहरण रूथेनियम(VIII) ऑक्साइड और ओस्मियम(VIII) ऑक्साइड हैं। यह एक केंद्र-सममित (centrosymmetric) कोने-साझा द्वि-चतुष्फलकीय संरचना अपनाता है जिसमें टर्मिनल और ब्रिजिंग Tc−O बॉन्ड क्रमशः 167pm और 184 pm हैं और Tc−O−Tc कोण 180° है।[20]

रेनियम

रेनियम के मुख्य ऑक्साइड रेनियम(IV) ऑक्साइड और रेनियम(VII) ऑक्साइड हैं। रेनियम(IV) ऑक्साइड एक भूरे से काले रंग का क्रिस्टलीय ठोस है जिसे समानुपातन (comproportionation) द्वारा बनाया जा सकता है।[21] उच्च तापमान पर यह विमानुपातन (disproportionation) से गुजरता है। यह एक प्रयोगशाला अभिकर्मक है जिसका उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जा सकता है। यह रुटाइल संरचना अपनाता है। यह क्षारीय हाइड्रोजन पेरोक्साइड और ऑक्सीकरण एसिड के साथ पररेनैट बनाता है।[22] पिघले हुए सोडियम हाइड्रोक्साइड में यह सोडियम रेनैट बनाता है:[23]

2 NaOH + ReO2 → Na2ReO3 + H2O

रेनियम(VII) ऑक्साइड तब बन सकता है जब रेनियम या इसके ऑक्साइड या सल्फाइड को हवा में 500-700 °C पर ऑक्सीकृत किया जाता है।[24] यह पररेनियम एसिड देने के लिए पानी में घुल जाता है। Re2O7 को गर्म करने पर रेनियम(IV) ऑक्साइड मिलता है, जिसका संकेत गहरे नीले रंग के दिखाई देने से मिलता है।[25] अपने ठोस रूप में, Re2O7 वैकल्पिक अष्टफलकीय और चतुष्फलकीय Re केंद्रों से बना होता है। यह सभी रेनियम यौगिकों के लिए कच्चा माल है, जो मेजबान अयस्क को भूनने पर प्राप्त वाष्पशील अंश है।[26]

रेनियम, +4 और +7 ऑक्सीकरण अवस्थाओं के अलावा, एक ट्राइऑक्साइड भी बनाता है। इसे 200 C पर कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ या 4000 C पर मौलिक रेनियम के साथ रेनियम(VII) ऑक्साइड को अपचयित करके बनाया जा सकता है।[27] इसे डाइऑक्सेन के साथ भी अपचयित किया जा सकता है।[28] यह धात्विक चमक वाला एक लाल ठोस है जो दिखने में तांबा जैसा दिखता है, और समूह 7 तत्वों का एकमात्र स्थिर ट्राइऑक्साइड है।

हैलाइड

मैंगनीज

मैंगनीज +2, +3 और +4 ऑक्सीकरण अवस्थाओं में यौगिक बना सकता है। मैंगनीज(II) यौगिक अक्सर हल्के गुलाबी ठोस होते हैं। कुछ अन्य धातु डाइफ्लोराइड्स की तरह, MnF2 रुटाइल संरचना में क्रिस्टलीकृत होता है, जिसमें अष्टफलकीय Mn केंद्र होते हैं।[29] और इसका उपयोग विशेष प्रकार के कांच और लेजर के निर्माण में किया जाता है।[30] स्कैचाइट (Scacchite) मैंगनीज(II) क्लोराइड का प्राकृतिक, निर्जल रूप है।[31] मैंगनीज क्लोराइड के रूप में व्यवस्थित एकमात्र अन्य ज्ञात खनिज केम्पाइट (kempite) है - जो अटाकामाइट समूह का एक प्रतिनिधि है, जो हाइड्रोक्साइड-क्लोराइड का एक समूह है।[32] इसका उपयोग स्टिल प्रतिक्रिया (Stille reaction) में पैलेडियम के स्थान पर किया जा सकता है, जो ऑर्गनोटिन यौगिक का उपयोग करके दो कार्बन परमाणुओं को जोड़ता है।[33] इसका उपयोग गुलाबी रंगद्रव्य के रूप में या मैंगनीज आयन या आयोडाइड आयन के स्रोत के रूप में किया जा सकता है। इसका उपयोग अक्सर प्रकाश उद्योग में किया जाता है।[33]

टेक्नेटियम

निम्नलिखित बाइनरी (केवल दो तत्व युक्त) टेक्नेटियम हैलाइड ज्ञात हैं: TcF6, TcF5, TcCl4, TcBr4, TcBr3, α-TcCl3, β-TcCl3, TcI3, α-TcCl2, और β-TcCl2। ऑक्सीकरण अवस्था Tc(VI) से Tc(II) तक होती है। टेक्नेटियम हैलाइड विभिन्न संरचना प्रकार प्रदर्शित करते हैं, जैसे आणविक अष्टफलकीय परिसर, विस्तारित श्रृंखलाएं, स्तरित शीट, और त्रि-आयामी नेटवर्क में व्यवस्थित धातु क्लस्टर।[34][35] ये यौगिक धातु और हैलोजन को मिलाकर या कम प्रत्यक्ष प्रतिक्रियाओं द्वारा उत्पादित किए जाते हैं।

TcCl4 Tc धातु या Tc2O7 के क्लोरीनीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है। गर्म करने पर, TcCl4 संबंधित Tc(III) और Tc(II) क्लोराइड देता है।[35]

TcCl4 → α-TcCl3 + 1/2 Cl2
TcCl3 → β-TcCl2 + 1/2 Cl2

TcCl4 की संरचना किनारे-साझा TcCl6 अष्टफलकों की अनंत ज़िगज़ैग श्रृंखलाओं से बनी है। यह ज़िरकोनियम, हाफनियम और प्लेटिनम के संक्रमण धातु टेट्राक्लोराइड के समरूपी (isomorphous) है।[35]

विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं में टेक्नेटियम (Tc-99) के क्लोरो-युक्त समन्वय परिसर: Tc(III), Tc(IV), Tc(V), और Tc(VI) प्रदर्शित।

टेक्नेटियम ट्राइक्लोराइड के दो बहुरूप (polymorphs) मौजूद हैं, α- और β-TcCl3। α बहुरूप को Tc3Cl9 के रूप में भी दर्शाया जाता है। यह एक कॉन्फेशियल बायोक्टाहेड्रल संरचना अपनाता है।[36] इसे क्लोरो-एसीटेट Tc2(O2CCH3)4Cl2 को HCl के साथ उपचारित करके तैयार किया जाता है। Re3Cl9 की तरह, α-बहुरूप की संरचना में छोटे M-M दूरियों वाले त्रिभुज होते हैं। β-TcCl3 में अष्टफलकीय Tc केंद्र होते हैं, जो जोड़े में व्यवस्थित होते हैं, जैसा कि मोलिब्डेनम ट्राइक्लोराइड के लिए भी देखा जाता है। TcBr3 किसी भी ट्राइक्लोराइड चरण की संरचना नहीं अपनाता है। इसके बजाय इसकी संरचना मोलिब्डेनम ट्राइब्रोमाइड जैसी है, जिसमें वैकल्पिक छोटे और लंबे Tc—Tc संपर्कों के साथ कॉन्फेशियल अष्टफलकों की श्रृंखलाएं होती हैं। TcI3 की संरचना TiI3 के उच्च तापमान चरण जैसी है, जिसमें समान Tc—Tc संपर्कों के साथ कॉन्फेशियल अष्टफलकों की श्रृंखलाएं होती हैं।[35]

कई आयनिक टेक्नेटियम हैलाइड ज्ञात हैं। बाइनरी टेट्राहलाइड्स को हेक्साहलाइड्स [TcX6]2− (X = F, Cl, Br, I) में परिवर्तित किया जा सकता है, जो अष्टफलकीय आणविक ज्यामिति अपनाते हैं।[37] अधिक अपचयित हैलाइड Tc–Tc बॉन्ड के साथ आयनिक क्लस्टर बनाते हैं। Mo, W, Re के संबंधित तत्वों के लिए स्थिति समान है। इन क्लस्टरों की परमाणुता (nuclearity) Tc4, Tc6, Tc8, और Tc13 होती है। अधिक स्थिर Tc6 और Tc8 क्लस्टरों में प्रिज्म आकार होते हैं जहाँ Tc परमाणुओं के ऊर्ध्वाधर जोड़े ट्रिपल बॉन्ड द्वारा और समतलीय परमाणु सिंगल बॉन्ड द्वारा जुड़े होते हैं। प्रत्येक टेक्नेटियम परमाणु छह बॉन्ड बनाता है, और शेष वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को एक अक्षीय और दो ब्रिजिंग लिगैंड हैलोजन परमाणुओं जैसे क्लोरीन या ब्रोमीन द्वारा संतृप्त किया जा सकता है।[38]

रेनियम

सबसे आम रेनियम क्लोराइड ReCl6, ReCl5, ReCl4, और ReCl3 हैं।[6] इन यौगिकों की संरचनाओं में अक्सर व्यापक Re-Re बॉन्डिंग होती है, जो VII से कम ऑक्सीकरण अवस्थाओं में इस धातु की विशेषता है। [Re2Cl8]2− के लवणों में एक क्वाड्रपल धातु-धातु बॉन्ड होता है। हालाँकि उच्चतम रेनियम क्लोराइड में Re(VI) होता है, फ्लोरीन d0 Re(VII) व्युत्पन्न रेनियम हेप्टाफ्लोराइड देता है। रेनियम के ब्रोमाइड और आयोडाइड भी अच्छी तरह से ज्ञात हैं।

टंगस्टन और मोलिब्डेनम की तरह, जिसके साथ यह रासायनिक समानताएं साझा करता है, रेनियम विभिन्न प्रकार के ऑक्सीहालाइड बनाता है। ऑक्सीक्लोराइड सबसे आम हैं, और इनमें ReOCl4, ReOCl3 शामिल हैं।

ऑर्गेनोमेटैलिक यौगिक

मैंगनीज

ऑर्गनोमैंगनीज यौगिकों की सूचना पहली बार 1937 में गिलमैन और बेली द्वारा दी गई थी, जिन्होंने फेनिलमैंगनीज आयोडाइड (PhMnI) और डाइफेनिलमैंगनीज (Ph2Mn) बनाने के लिए फेनिललिथियम और मैंगनीज(II) आयोडाइड की प्रतिक्रिया का वर्णन किया था।[39]

इस मिसाल के बाद, अन्य ऑर्गनोमैंगनीज हैलाइड्स को मैंगनीज(II) क्लोराइड, मैंगनीज(II) ब्रोमाइड, और मैंगनीज(II) आयोडाइड के एल्काइलेशन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। मैंगनीज आयोडाइड आकर्षक है क्योंकि निर्जल यौगिक को ईथर में मैंगनीज और आयोडीन से इन-सिटू (in situ) तैयार किया जा सकता है। विशिष्ट एल्काइलेटिंग एजेंट ऑर्गनोलिथियम या ऑर्गनोमैग्नीशियम यौगिक हैं।

Mn(II) के ऑर्गेनोमेटैलिक यौगिकों का रसायन विज्ञान Mn(II)-C बॉन्ड के उच्च आयनिक चरित्र के कारण संक्रमण धातुओं के बीच असामान्य है।[40] ऑर्गनोमैंगनीज यौगिकों की प्रतिक्रियाशीलता की तुलना ऑर्गनोमैग्नीशियम और ऑर्गनोजिंक यौगिकों से की जा सकती है। Mn (1.55) की विद्युत ऋणात्मकता Mg (1.31) और Zn (1.65) के बराबर है, जिससे कार्बन परमाणु (EN = 2.55) न्यूक्लियोफिलिक बन जाता है। Mn का अपचयन विभव भी Mg और Zn के बीच का है।

टेक्नेटियम

टेक्नेटियम (99mTc) सेस्टामिबी ("Cardiolite") का व्यापक रूप से हृदय की इमेजिंग के लिए उपयोग किया जाता है।

टेक्नेटियम कार्बनिक लिगैंड्स के साथ विभिन्न प्रकार के समन्वय परिसर (coordination complexes) बनाता है। परमाणु चिकित्सा में उनकी प्रासंगिकता के कारण कई का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है।[41]

टेक्नेटियम Tc–C बॉन्ड वाले विभिन्न यौगिक बनाता है, यानी ऑर्गनोटेकनेटियम परिसर। इस वर्ग के प्रमुख सदस्य CO, एरीन, और साइक्लोपेंटाडिएनिल लिगैंड्स वाले परिसर हैं।[42] बाइनरी कार्बोनिल Tc2(CO)10 एक सफेद वाष्पशील ठोस है।[43] इस अणु में, दो टेक्नेटियम परमाणु एक-दूसरे से बंधे होते हैं; प्रत्येक परमाणु पांच कार्बोनिल लिगैंड्स के अष्टफलक से घिरा होता है। टेक्नेटियम परमाणुओं के बीच बॉन्ड की लंबाई, 303 pm,[44][45] धात्विक टेक्नेटियम (272 pm) में दो परमाणुओं के बीच की दूरी से काफी अधिक है। समान कार्बोनिल टेक्नेटियम के समजात, मैंगनीज और रेनियम द्वारा बनाए जाते हैं।(Schwochau, 2000, pp. 286, 328) ऑर्गनोटेकनेटियम यौगिकों में रुचि परमाणु चिकित्सा में अनुप्रयोगों से भी प्रेरित हुई है।[42] अन्य धातु कार्बोनिल के लिए असामान्य, Tc एक्वो-कार्बोनिल परिसर बनाता है, जिसमें [Tc(CO)3(H2O)3]+ प्रमुख है।[42]

रेनियम

Dirhenium decacarbonyl ऑर्गेनोरहेनियम रसायन विज्ञान में प्रवेश का सबसे सामान्य माध्यम है। सोडियम अमलगम के साथ इसका अपचयन Na[Re(CO)5] देता है, जिसमें रेनियम −1 की औपचारिक ऑक्सीकरण अवस्था में होता है।[46] डाइरेनियम डेकाकार्बोनिल को bromine के साथ ऑक्सीकृत करके bromopentacarbonylrhenium(I) प्राप्त किया जा सकता है:[47]

Re2(CO)10 + Br2 → 2 Re(CO)5Br

zinc और acetic acid के साथ इस पेंटाकार्बोनिल का अपचयन pentacarbonylhydridorhenium देता है:[48]

Re(CO)5Br + Zn + HOAc → Re(CO)5H + ZnBr(OAc)

Methylrhenium trioxide ("MTO"), CH3ReO3 एक वाष्पशील, रंगहीन ठोस है जिसका उपयोग कुछ प्रयोगशाला प्रयोगों में catalyst के रूप में किया गया है। इसे कई मार्गों से तैयार किया जा सकता है, एक सामान्य विधि Re2O7 और tetramethyltin की अभिक्रिया है:

Re2O7 + (CH3)4Sn → CH3ReO3 + (CH3)3SnOReO3

समान एल्काइल और एरील डेरिवेटिव ज्ञात हैं। MTO hydrogen peroxide के साथ ऑक्सीकरण के लिए उत्प्रेरक का कार्य करता है। टर्मिनल alkyne संबंधित अम्ल या एस्टर देते हैं, आंतरिक एल्काइन डाइकीटोन देते हैं, और alkene एपोक्साइड देते हैं। MTO aldehyde और diazoalkane के एल्कीन में रूपांतरण को भी उत्प्रेरित करता है।[49]

पॉलीऑक्सोमेटलेट्स

पॉलीऑक्सोटेकनेटेट (टेक्नेटियम का पॉलीऑक्सोमेटलेट) में 4:16 के अनुपात में Tc(V) और Tc(VII) दोनों होते हैं और इसे HTcO4 घोल को सांद्रित करके hydronium लवण [H7O3]4[Tc20O68]·4H2O के रूप में प्राप्त किया जाता है।[50] सबसे पहले अनुभवजन्य रूप से पृथक किया गया पॉलीऑक्सोरेनेट सफेद [Re4O15]2− था और इसमें अष्टफलकीय (octahedral) और चतुष्फलकीय (tetrahedral) दोनों समन्वय में Re(VII) शामिल था।[51]

इतिहास

मैंगनीज

मैंगनीज डाइऑक्साइड, जो प्रकृति में प्रचुर मात्रा में है, लंबे समय से एक वर्णक (pigment) के रूप में उपयोग किया जाता रहा है। Gargas में 30,000 से 24,000 साल पुरानी गुफा चित्रकारी MnO2 वर्णक के खनिज रूप से बनाई गई हैं।[52] मिस्र और रोमन कांच निर्माताओं द्वारा मैंगनीज यौगिकों का उपयोग कांच में रंग जोड़ने या हटाने के लिए किया जाता था।[53] "ग्लासमेकर्स सोप" के रूप में इसका उपयोग Middle Ages से आधुनिक समय तक जारी रहा और Venice के 14वीं सदी के कांच में स्पष्ट है।[54]

टेक्नेटियम और रेनियम

रेनियम (Rhenus जिसका अर्थ है: "Rhine")[55] उन तत्वों में से अंतिम खोजा गया तत्व था जिनमें एक स्थिर समस्थानिक (isotope) होता है (तब से प्रकृति में खोजे गए अन्य नए तत्व, जैसे francium, रेडियोधर्मी हैं)।[56] periodic table में इस स्थान पर एक अभी तक न खोजे गए तत्व के अस्तित्व की भविष्यवाणी सबसे पहले Dmitri Mendeleev ने की थी। अन्य गणनात्मक जानकारी Henry Moseley द्वारा 1914 में प्राप्त की गई थी।[57] 1908 में, Japan के रसायनज्ञ Masataka Ogawa ने घोषणा की कि उन्होंने 43वें तत्व की खोज की है और इसका नाम Japan के नाम पर निप्पोनियम (Np) रखा। वास्तव में, उनके पास रेनियम (तत्व 75) था, technetium नहीं।[58][59] Np प्रतीक का उपयोग बाद में neptunium तत्व के लिए किया गया, और "निहोनियम" नाम, जो जापान के नाम पर भी रखा गया है, Nh प्रतीक के साथ, बाद में तत्व 113 के लिए उपयोग किया गया। तत्व 113 की खोज भी जापानी वैज्ञानिकों की एक टीम द्वारा की गई थी और ओगावा के काम के सम्मान में इसका नाम रखा गया था।[60]

रेनियम की पुन: खोज Germany में Walter Noddack, Ida Noddack, और Otto Berg द्वारा की गई थी। 1925 में उन्होंने बताया कि उन्होंने प्लैटिनम अयस्क और columbite खनिज में इस तत्व का पता लगाया है। उन्होंने gadolinite और molybdenite में भी रेनियम पाया।[61] 1928 में वे 660 kg मोलिब्डेनाइट को संसाधित करके 1 ग्राम तत्व निकालने में सक्षम हुए।[62] यह 1968 में अनुमान लगाया गया था कि United States में 75% रेनियम धातु का उपयोग refractory metal मिश्र धातुओं के अनुसंधान और विकास के लिए किया जाता था। सुपरअलॉय के व्यापक रूप से उपयोग किए जाने से पहले उस बिंदु से कई साल लग गए।[63][64]

तत्व 43 की खोज की पुष्टि अंततः 1937 में सिसिली के University of Palermo में Carlo Perrier और Emilio Segrè द्वारा किए गए एक प्रयोग में हुई।[65] 1936 के मध्य में, सेग्रे ने संयुक्त राज्य अमेरिका का दौरा किया, पहले न्यूयॉर्क में Columbia University और फिर कैलिफोर्निया में Lawrence Berkeley National Laboratory। उन्होंने cyclotron के आविष्कारक Ernest Lawrence को राजी किया कि वे उन्हें कुछ छोड़े गए साइक्लोट्रॉन पुर्जे वापस ले जाने दें जो radioactive हो गए थे। लॉरेंस ने उन्हें एक molybdenum पन्नी भेजी जो साइक्लोट्रॉन में डिफ्लेक्टर का हिस्सा थी।[66]

बोरियम

दो समूहों ने बोरियम तत्व की खोज का दावा किया। बोरियम के प्रमाण सबसे पहले 1976 में Yuri Oganessian के नेतृत्व में एक सोवियत अनुसंधान दल द्वारा रिपोर्ट किए गए थे, जिसमें bismuth-209 और lead-208 के लक्ष्यों को क्रमशः chromium-54 और manganese-55 के त्वरित नाभिक के साथ बमबारी की गई थी।[67] दो गतिविधियाँ देखी गईं, एक एक से दो मिलीसेकंड के अर्ध-आयु (half-life) के साथ, और दूसरी लगभग पांच सेकंड की अर्ध-आयु के साथ। चूंकि प्रयोग के दौरान इन दो गतिविधियों की तीव्रता का अनुपात स्थिर था, इसलिए यह प्रस्तावित किया गया था कि पहली isotope बोरियम-261 से थी और दूसरी इसकी पुत्री dubnium-257 से थी। बाद में, डबनियम समस्थानिक को डबनियम-258 में सुधारा गया, जिसकी वास्तव में पांच सेकंड की अर्ध-आयु है (डबनियम-257 की एक सेकंड की अर्ध-आयु है); हालांकि, इसके जनक के लिए देखी गई अर्ध-आयु 1981 में Darmstadt में बोरियम की निश्चित खोज में बाद में देखी गई अर्ध-आयु से बहुत कम है। IUPAC/IUPAP ट्रांसफरमियम वर्किंग ग्रुप (TWG) ने निष्कर्ष निकाला कि हालांकि इस प्रयोग में संभवतः डबनियम-258 देखा गया था, लेकिन इसके जनक बोरियम-262 के उत्पादन के प्रमाण पर्याप्त रूप से ठोस नहीं थे।[68]

1981 में, Darmstadt में GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung) में Peter Armbruster और Gottfried Münzenberg के नेतृत्व में एक जर्मन अनुसंधान दल ने बोरियम-262 समस्थानिक के पांच परमाणु उत्पन्न करने के लिए क्रोमियम-54 के त्वरित नाभिक के साथ बिस्मथ-209 के एक लक्ष्य पर बमबारी की:[69]

209 + 54 → 262 + neutron

यह खोज उत्पादित बोरियम परमाणुओं की fermium और californium के पहले से ज्ञात समस्थानिकों के अल्फा क्षय श्रृंखला के उनके विस्तृत मापों द्वारा और अधिक पुष्ट हुई। IUPAC/IUPAP ट्रांसफरमियम वर्किंग ग्रुप (TWG) ने अपनी 1992 की रिपोर्ट में GSI सहयोग को आधिकारिक खोजकर्ता के रूप में मान्यता दी।[68]

प्राप्ति और उत्पादन

मैंगनीज

मुख्य लेख: Manganese#Production

मैंगनीज Earth's crust का लगभग 1000 ppm (0.1%) हिस्सा है और यह 12वां सबसे प्रचुर तत्व है।[70] मिट्टी में 7–9000 ppm मैंगनीज होता है, जिसका औसत 440 ppm है।[70] वातावरण में 0.01 μg/m3 होता है।[70] मैंगनीज मुख्य रूप से pyrolusite (MnO2), braunite (Mn2+Mn3+6)(SiO12),[71] psilomelane (Ba,H2O)2Mn5O10, और कम मात्रा में rhodochrosite (MnCO3) के रूप में पाया जाता है।

देशों द्वारा 2006 में मैंगनीज उत्पादन का प्रतिशत[72]

सबसे महत्वपूर्ण मैंगनीज अयस्क पायरोलुसाइट (MnO2) है। अन्य आर्थिक रूप से महत्वपूर्ण मैंगनीज अयस्क आमतौर पर लौह अयस्कों के साथ निकट स्थानिक संबंध दिखाते हैं, जैसे कि sphalerite।[73][74] भूमि-आधारित संसाधन बड़े हैं लेकिन अनियमित रूप से वितरित हैं। ज्ञात विश्व मैंगनीज संसाधनों का लगभग 80% दक्षिण अफ्रीका में है; अन्य महत्वपूर्ण मैंगनीज भंडार यूक्रेन, ऑस्ट्रेलिया, भारत, चीन, Gabon और ब्राजील में हैं।[72] 1978 के अनुमान के अनुसार, ocean floor पर 500 बिलियन टन manganese nodule हैं।[75] मैंगनीज नोड्यूल्स की कटाई के आर्थिक रूप से व्यवहार्य तरीके खोजने के प्रयास 1970 के दशक में छोड़ दिए गए थे।[76]

दक्षिण अफ्रीका में, अधिकांश पहचाने गए भंडार Northern Cape Province के Hotazel के पास स्थित हैं, जिसका 2011 का अनुमान 15 बिलियन टन है। 2011 में दक्षिण अफ्रीका ने 3.4 मिलियन टन का उत्पादन किया, जो अन्य सभी देशों से अधिक है।[77]

मैंगनीज का खनन मुख्य रूप से दक्षिण अफ्रीका, ऑस्ट्रेलिया, चीन, गैबॉन, ब्राजील, भारत, कजाकिस्तान, घाना, यूक्रेन और मलेशिया में किया जाता है।[78]

ferromanganese के उत्पादन के लिए, मैंगनीज अयस्क को लौह अयस्क और कार्बन के साथ मिलाया जाता है, और फिर ब्लास्ट फर्नेस या इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस में अपचयित (reduced) किया जाता है।[79] परिणामी ferromanganese में 30 से 80% मैंगनीज सामग्री होती है।[73] आयरन-मुक्त मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाने वाला शुद्ध मैंगनीज sulfuric acid के साथ मैंगनीज अयस्क को लीच करके और बाद में electrowinning प्रक्रिया द्वारा उत्पादित किया जाता है।[80]

इसमें अभिक्रियाएं और तापमान शामिल हैं, साथ ही हीट एक्सचेंजर और मिलिंग प्रक्रिया जैसी उन्नत प्रक्रियाएं भी दिखाई गई हैं।
मैंगनीज रिफाइनिंग सर्किट के लिए प्रक्रिया प्रवाह आरेख।

एक अधिक प्रगतिशील निष्कर्षण प्रक्रिया में हीप लीच में (निम्न श्रेणी के) मैंगनीज अयस्क को सीधे अपचयित करना शामिल है। यह हीप के नीचे से प्राकृतिक गैस को परकोलेट करके किया जाता है; प्राकृतिक गैस गर्मी (कम से कम 850 °C होनी चाहिए) और अपचायक (कार्बन मोनोऑक्साइड) प्रदान करती है। यह सभी मैंगनीज अयस्क को मैंगनीज ऑक्साइड (MnO) में अपचयित कर देता है, जो एक लीचेबल रूप है। अयस्क फिर लीचिंग में सहायता के लिए सतह क्षेत्र को बढ़ाने हेतु अयस्क के कण आकार को 150 और 250 μm के बीच कम करने के लिए ग्राइंडिंग सर्किट के माध्यम से यात्रा करता है। अयस्क को फिर 1.6:1 के अनुपात में sulfuric acid और फेरस आयरन (Fe2+) के लीच टैंक में जोड़ा जाता है। आयरन manganese dioxide (MnO2) के साथ अभिक्रिया करके iron(III) oxide-hydroxide (FeO(OH)) और मौलिक मैंगनीज (Mn) बनाता है:

यह प्रक्रिया लगभग 92% मैंगनीज की रिकवरी देती है। आगे के शुद्धिकरण के लिए, मैंगनीज को फिर एक इलेक्ट्रोविनिंग सुविधा में भेजा जा सकता है।[81]

1972 में CIA के Project Azorian ने अरबपति Howard Hughes के माध्यम से, समुद्र तल से मैंगनीज नोड्यूल्स की कटाई की कवर कहानी के साथ जहाज Hughes Glomar Explorer को कमीशन किया।[82] इसने मैंगनीज नोड्यूल्स को इकट्ठा करने के लिए गतिविधियों की एक भीड़ को जन्म दिया, जो वास्तव में व्यावहारिक नहीं था। Hughes Glomar Explorer का वास्तविक मिशन सोवियत कोड पुस्तकों को पुनः प्राप्त करने के लक्ष्य के साथ एक डूबी हुई सोवियत पनडुब्बी, K-129 को उठाना था।[83]

समुद्र तल पर पाए जाने वाले Mn नोड्यूल्स के रूप में मैंगनीज का एक प्रचुर संसाधन है।[84][85] ये नोड्यूल्स, जो 29% मैंगनीज से बने होते हैं,[86] समुद्र तल के साथ स्थित हैं और इन नोड्यूल्स के खनन के संभावित प्रभाव पर शोध किया जा रहा है। यह नोड्यूल खनन समुद्र तल को परेशान करने और तलछट के गुबार (sediment plumes) बनने के कारण भौतिक, रासायनिक और जैविक पर्यावरणीय प्रभाव पैदा कर सकता है। इस निलंबन में धातुएं और अकार्बनिक पोषक तत्व शामिल हैं, जो घुलित विषाक्त यौगिकों से निकट-तल के पानी के संदूषण का कारण बन सकते हैं। Mn नोड्यूल्स एंडो- और एपिफ्यूनल सिस्टम के लिए चराई के मैदान, रहने की जगह और सुरक्षा भी हैं। जब ये नोड्यूल्स हटा दिए जाते हैं, तो ये सिस्टम सीधे प्रभावित होते हैं। कुल मिलाकर, यह प्रजातियों को क्षेत्र छोड़ने या पूरी तरह से मरने का कारण बन सकता है।[87] खनन शुरू होने से पहले, United Nations से संबद्ध निकायों और राज्य-प्रायोजित कंपनियों द्वारा इन प्रभावों को कम करने की उम्मीद में पर्यावरणीय प्रभावों को पूरी तरह से समझने के प्रयास में शोध किया जा रहा है।[88]

टेक्नेटियम

मुख्य लेख: Technetium#Occurrence and Production

टेक्नेटियम का निर्माण मोलिब्डेनम परमाणुओं पर साइक्लोट्रॉन नामक उपकरण द्वारा त्वरित ड्यूटेरॉन की बमबारी करके किया गया था। टेक्नेटियम पृथ्वी की भूपर्पटी (Crust) में 0.003 भाग प्रति ट्रिलियन की अत्यंत सूक्ष्म सांद्रता में प्राकृतिक रूप से पाया जाता है। टेक्नेटियम इतना दुर्लभ इसलिए है क्योंकि 97Tc और 98Tc की अर्ध-आयु (half-life) केवल 4.2 मिलियन वर्ष है। पृथ्वी के निर्माण के बाद से ऐसी एक हजार से अधिक अवधियाँ बीत चुकी हैं, इसलिए आदिम (primordial) टेक्नेटियम के एक भी परमाणु के बचे रहने की संभावना प्रभावी रूप से शून्य है। हालाँकि, यूरेनियम अयस्क में स्वतःस्फूर्त विखंडन उत्पाद (fission product) के रूप में इसकी अल्प मात्रा मौजूद होती है। एक किलोग्राम यूरेनियम में अनुमानित 1 नैनोग्राम (10−9 ग्राम) टेक्नेटियम होता है, जो दस ट्रिलियन परमाणुओं के बराबर है।[89][90][91] S-, M-, और N- वर्णक्रमीय प्रकार (spectral types) वाले कुछ लाल दानव (red giant) तारों में एक वर्णक्रमीय अवशोषण रेखा होती है जो टेक्नेटियम की उपस्थिति को दर्शाती है।(Hammond, 2004, p. 4-1)[92] इन लाल दानव तारों को अनौपचारिक रूप से टेक्नेटियम तारे कहा जाता है।

रेनियम

मुख्य लेख: Rhenium#Production
मोलिब्डेनाइट

रेनियम पृथ्वी की पपड़ी में सबसे दुर्लभ तत्वों में से एक है, जिसकी औसत सांद्रता 1 ppb है;[6][93] अन्य स्रोत 0.5 ppb की संख्या बताते हैं, जो इसे पृथ्वी की पपड़ी में 77वां सबसे प्रचुर तत्व बनाता है।(Emsley, 2001, pp. 358–360) रेनियम संभवतः प्रकृति में मुक्त अवस्था में नहीं पाया जाता है (इसकी प्राकृतिक उपस्थिति अनिश्चित है), लेकिन यह मोलिब्डेनाइट खनिज (जो मुख्य रूप से मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड है) में 0.2% तक की मात्रा में पाया जाता है, जो इसका प्रमुख व्यावसायिक स्रोत है, हालाँकि 1.88% तक वाले मोलिब्डेनाइट के नमूने भी पाए गए हैं।[94] चिली में दुनिया का सबसे बड़ा रेनियम भंडार है, जो तांबा अयस्क जमा का हिस्सा है, और 2005 तक यह अग्रणी उत्पादक था।[95] हाल ही में (1994 में) पहला रेनियम खनिज खोजा और वर्णित किया गया था, जो कुद्र्यावी ज्वालामुखी, इतुरुप द्वीप, कुरिल द्वीप समूह में एक फ्यूमारोल (fumarole) से संघनित होने वाला एक रेनियम सल्फाइड खनिज (ReS2) है।[96] कुद्र्यावी प्रति वर्ष 20–60 किलोग्राम रेनियम का उत्सर्जन करता है, जो मुख्य रूप से रेनियम डाइसल्फाइड के रूप में होता है।[97][98] रेनिट (rheniite) नाम का यह दुर्लभ खनिज संग्राहकों के बीच ऊंची कीमतों पर बिकता है।[99]

अमोनियम परहेनेट

अधिकांश निष्कर्षित रेनियम पोरफिरी मोलिब्डेनम जमा से आता है।[100] इन अयस्कों में आमतौर पर 0.001% से 0.2% रेनियम होता है।[6] अयस्क को भूनने से रेनियम ऑक्साइड वाष्पित हो जाते हैं।[94] रेनियम(VII) ऑक्साइड और परहेनिक एसिड पानी में आसानी से घुल जाते हैं; इन्हें फ्लू डस्ट और गैसों से लीच (leach) किया जाता है और पोटेशियम या अमोनियम क्लोराइड के साथ परहेनेट लवण के रूप में अवक्षेपित करके निकाला जाता है, और पुनर्क्रिस्टलीकरण (recrystallization) द्वारा शुद्ध किया जाता है।[6] कुल विश्व उत्पादन 40 से 50 टन/वर्ष के बीच है; मुख्य उत्पादक चिली, संयुक्त राज्य अमेरिका, पेरू और पोलैंड हैं।[101] उपयोग किए गए Pt-Re उत्प्रेरक और विशेष मिश्र धातुओं के पुनर्चक्रण से प्रति वर्ष 10 टन और रिकवरी संभव होती है। धातु की कीमतें 2008 की शुरुआत में तेजी से बढ़ीं, जो 2003-2006 में $1000-$2000 प्रति किग्रा से बढ़कर फरवरी 2008 में $10,000 से अधिक हो गईं।[102][103] धातु का रूप उच्च तापमान पर अमोनियम परहेनेट को हाइड्रोजन के साथ अपचयित (reduce) करके तैयार किया जाता है:[25]

2 NH4ReO4 + 7 H2 → 2 Re + 8 H2O + 2 NH3
यूरेनियम अयस्कों के भूमिगत लीचिंग के उत्पादक समाधानों से रेनियम के संबद्ध निष्कर्षण के लिए प्रौद्योगिकियां मौजूद हैं।[104]

बोहरियम

बोहरियम एक कृत्रिम तत्व है जो प्रकृति में नहीं पाया जाता है। बहुत कम परमाणुओं को संश्लेषित किया गया है, और इसकी रेडियोधर्मिता के कारण, केवल सीमित शोध ही किया गया है। बोहरियम का उत्पादन केवल परमाणु रिएक्टरों में किया जाता है और इसे कभी भी शुद्ध रूप में अलग नहीं किया गया है।

अनुप्रयोग

M(R-bpy)(CO)3X के फेशियल आइसोमर की संरचना जहाँ M = Mn, Re; X = Cl, Br; R-bpy = 4,4'-डिसबस्टिट्यूटेड-2,2'-बाइपिरिडीन

रेनियम और मैंगनीज 2,2'-बाइपिरिडिल ट्राइकार्बोनिल हैलाइड परिसरों के 'फेशियल' आइसोमर पर उनकी उच्च चयनात्मकता और स्थिरता के कारण विद्युत रासायनिक कार्बन डाइऑक्साइड अपचयन के लिए उत्प्रेरक के रूप में व्यापक शोध किया गया है। इन्हें आमतौर पर M(R-bpy)(CO)3X के रूप में संक्षिप्त किया जाता है जहाँ M = Mn, Re; R-bpy = 4,4'-डिसबस्टिट्यूटेड 2,2'-बाइपिरिडीन; और X = Cl, Br।

मैंगनीज

रेनियम की दुर्लभता ने शोध को इन उत्प्रेरकों के मैंगनीज संस्करण की ओर एक अधिक टिकाऊ विकल्प के रूप में स्थानांतरित कर दिया है।[105] CO2 अपचयन के प्रति Mn(R-bpy)(CO)3Br की उत्प्रेरक गतिविधि की पहली रिपोर्ट 2011 में चार्डन-नोब्लाट और उनके सहयोगियों से आई थी।[106] Re एनालॉग्स की तुलना में, Mn(R-bpy)(CO)3Br कम ओवरपोटेंशियल पर उत्प्रेरक गतिविधि दिखाता है।[107]

Mn(R-bpy)(CO)3X के लिए उत्प्रेरक तंत्र जटिल है और बाइपिरिडीन लिगैंड के स्टेरिक प्रोफाइल पर निर्भर करता है। जब R भारी नहीं होता है, तो उत्प्रेरक सक्रिय प्रजाति बनाने से पहले [Mn(R-bpy)(CO)3]2 बनाने के लिए डाइमेराइज़ (dimerize) हो जाता है। हालाँकि, जब R भारी होता है, तो कॉम्प्लेक्स बिना डाइमेराइज़ हुए सक्रिय प्रजाति बनाता है, जिससे CO2 अपचयन का ओवरपोटेंशियल 200-300 mV कम हो जाता है। Re(R-bpy)(CO)3X के विपरीत, Mn(R-bpy)(CO)3X केवल एक एसिड की उपस्थिति में ही CO2 को अपचयित करता है।[107]

टेक्नेटियम

ऊपरी छवि: नीचे से जुड़ी दो बूंद जैसी विशेषताएं; उनका केंद्र पीला है और काले बैकग्राउंड पर लाल रिम है। कैप्शन: ग्रेव्स रोग Tc-अपटेक 16%। निचली छवि: काले बैकग्राउंड पर लाल बिंदु। कैप्शन: 250 Gy (30mCi) + प्रेडनिसोन।
ग्रेव्स रोग के रोगी की गर्दन की टेक्नेटियम सिंटिग्राफी

टेक्नेटियम-99m ("m" इंगित करता है कि यह एक मेटास्टेबल परमाणु आइसोमर है) का उपयोग रेडियोधर्मी आइसोटोप चिकित्सा परीक्षणों में किया जाता है। उदाहरण के लिए, टेक्नेटियम-99m एक रेडियोधर्मी ट्रेसर है जिसे चिकित्सा इमेजिंग उपकरण मानव शरीर में ट्रैक करते हैं।[89][108][109] यह इस भूमिका के लिए उपयुक्त है क्योंकि यह आसानी से पता लगाने योग्य 140 keV गामा किरणें उत्सर्जित करता है, और इसकी अर्ध-आयु 6.01 घंटे है (जिसका अर्थ है कि 24 घंटों में इसका लगभग 94% टेक्नेटियम-99 में क्षय हो जाता है)।[110] टेक्नेटियम का रसायन इसे विभिन्न जैव रासायनिक यौगिकों से जुड़ने की अनुमति देता है, जिनमें से प्रत्येक यह निर्धारित करता है कि यह शरीर में कैसे मेटाबोलाइज और जमा होता है, और इस एकल आइसोटोप का उपयोग कई नैदानिक परीक्षणों के लिए किया जा सकता है। 50 से अधिक सामान्य रेडियोफार्मास्यूटिकल्स मस्तिष्क, हृदय की मांसपेशियों, थायराइड, फेफड़ों, लिवर, पित्ताशय, गुर्दे, कंकाल, रक्त और ट्यूमर की इमेजिंग और कार्यात्मक अध्ययन के लिए टेक्नेटियम-99m पर आधारित हैं।(Schwochau, 2000, p. 414) टेक्नेटियम-99m का उपयोग रेडियोइमेजिंग में भी किया जाता है।[111]

61 दिनों की अर्ध-आयु वाला लंबा जीवित आइसोटोप, टेक्नेटियम-95m, का उपयोग पर्यावरण और पौधों और जानवरों के सिस्टम में टेक्नेटियम की गति का अध्ययन करने के लिए रेडियोधर्मी ट्रेसर के रूप में किया जाता है।(Schwochau, 2000, pp. 12–27)

टेक्नेटियम-99 का क्षय लगभग पूरी तरह से बीटा क्षय द्वारा होता है, जो लगातार कम ऊर्जा वाले बीटा कणों का उत्सर्जन करता है और कोई गामा किरणें साथ नहीं होती हैं। इसके अलावा, इसकी लंबी अर्ध-आयु का मतलब है कि यह उत्सर्जन समय के साथ बहुत धीरे-धीरे कम होता है। इसे रेडियोधर्मी कचरे से उच्च रासायनिक और आइसोटोपिक शुद्धता के साथ निकाला भी जा सकता है। इन कारणों से, यह एक नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी (NIST) मानक बीटा उत्सर्जक है, और इसका उपयोग उपकरण अंशांकन (calibration) के लिए किया जाता है।(Schwochau, 2000, p. 87) टेक्नेटियम-99 को ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और नैनोस्केल परमाणु बैटरी के लिए भी प्रस्तावित किया गया है।[112]

रेनियम और पैलेडियम की तरह, टेक्नेटियम एक उत्प्रेरक के रूप में काम कर सकता है। आइसोप्रोपिल अल्कोहल के डिहाइड्रोजनेशन जैसी प्रक्रियाओं में, यह रेनियम या पैलेडियम की तुलना में कहीं अधिक प्रभावी उत्प्रेरक है। हालाँकि, इसकी रेडियोधर्मिता सुरक्षित उत्प्रेरक अनुप्रयोगों में एक बड़ी समस्या है।(Schwochau, 2000, pp. 87–90)

जब स्टील को पानी में डुबोया जाता है, तो पानी में पोटेशियम परटेक्नेट(VII) की एक छोटी सांद्रता (55 ppm) मिलाने से स्टील को जंग से बचाया जा सकता है, भले ही तापमान 250 C तक बढ़ा दिया जाए।(Emsley, 2001, p. 425) इस कारण से, परटेक्नेट का उपयोग स्टील के लिए एनोडिक जंग अवरोधक के रूप में किया गया है, हालाँकि टेक्नेटियम की रेडियोधर्मिता ऐसी समस्याएं पैदा करती है जो इस अनुप्रयोग को स्व-निहित प्रणालियों तक सीमित करती हैं।[113] जबकि (उदाहरण के लिए) CrO42- भी जंग को रोक सकता है, इसके लिए दस गुना अधिक सांद्रता की आवश्यकता होती है। एक प्रयोग में, कार्बन स्टील के एक नमूने को 20 वर्षों तक परटेक्नेट के जलीय घोल में रखा गया और वह अभी भी जंग रहित था।(Emsley, 2001, p. 425) वह तंत्र जिसके द्वारा परटेक्नेट जंग को रोकता है, अच्छी तरह से समझा नहीं गया है, लेकिन इसमें एक पतली सतह परत (पैसिवेशन) का प्रतिवर्ती गठन शामिल है। एक सिद्धांत का मानना है कि परटेक्नेट स्टील की सतह के साथ प्रतिक्रिया करके टेक्नेटियम डाइऑक्साइड की एक परत बनाता है जो आगे की जंग को रोकता है; यही प्रभाव बताता है कि लोहे के पाउडर का उपयोग पानी से परटेक्नेट को हटाने के लिए कैसे किया जा सकता है। यदि परटेक्नेट की सांद्रता न्यूनतम सांद्रता से नीचे गिर जाती है या यदि अन्य आयनों की बहुत अधिक सांद्रता मिला दी जाती है तो यह प्रभाव तेजी से गायब हो जाता है।(Schwochau, 2000, p. 91)

जैसा कि उल्लेख किया गया है, टेक्नेटियम की रेडियोधर्मी प्रकृति (आवश्यक सांद्रता पर 3 MBq/L) इस जंग सुरक्षा को लगभग सभी स्थितियों में अव्यावहारिक बनाती है। फिर भी, उबलते पानी के रिएक्टरों (boiling water reactors) में उपयोग के लिए परटेक्नेट आयनों द्वारा जंग सुरक्षा का प्रस्ताव दिया गया था (लेकिन कभी अपनाया नहीं गया)।(Schwochau, 2000, p. 91)

रेनियम

कार्बन डाइऑक्साइड अपचयन के लिए Re(bpy)(CO)3Cl की उत्प्रेरक गतिविधि का अध्ययन पहली बार लेहन एट अल.[114] और मेयर एट अल.[115] द्वारा क्रमशः 1984 और 1985 में किया गया था। Re(R-bpy)(CO)3X कॉम्प्लेक्स विशेष रूप से पानी या ब्रोंस्टेड एसिड की उच्च सांद्रता वाले समाधानों में भी 100% के करीब फैराडे दक्षता के साथ CO2 अपचयन से CO का उत्पादन करते हैं।[105]

Re(R-bpy)(CO)3X का उत्प्रेरक तंत्र कॉम्प्लेक्स के दो बार अपचयन और X लिगैंड के नुकसान को शामिल करता है ताकि पांच-समन्वयित सक्रिय प्रजाति उत्पन्न हो सके जो CO2 को बांधती है। ये कॉम्प्लेक्स अतिरिक्त एसिड की उपस्थिति और अनुपस्थिति दोनों में CO2 को अपचयित करेंगे; हालाँकि, एसिड की उपस्थिति उत्प्रेरक गतिविधि को बढ़ाती है।[105] प्रतिस्पर्धी हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया पर CO2 अपचयन के लिए इन कॉम्प्लेक्सों की उच्च चयनात्मकता को घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत (density functional theory) अध्ययनों द्वारा H+ बाइंडिंग की तुलना में CO2 बाइंडिंग की तेज गतिशीलता से संबंधित दिखाया गया है।[107]

बोहरियम

बोहरियम एक कृत्रिम तत्व है और इतना रेडियोधर्मी है कि इसका उपयोग किसी भी चीज़ में नहीं किया जा सकता है।

विषाक्तता और सावधानियां

मैंगनीज यौगिक अन्य व्यापक धातुओं, जैसे निकल और तांबा की तुलना में कम विषाक्त हैं।[116] हालाँकि, मैंगनीज की धूल और धुएं के संपर्क में आने से इसकी विषाक्तता के स्तर के कारण कम समय के लिए भी 5 mg/m3 की सीमा मान (ceiling value) से अधिक नहीं होना चाहिए।[117] मैंगनीज विषाक्तता को बिगड़ा हुआ मोटर कौशल और संज्ञानात्मक विकारों से जोड़ा गया है।[118]

टेक्नेटियम में कम रासायनिक विषाक्तता होती है। उदाहरण के लिए, उन चूहों के लिए रक्त के फॉर्मूले, शरीर और अंगों के वजन, और भोजन की खपत में कोई महत्वपूर्ण बदलाव नहीं पाया जा सका, जिन्होंने कई हफ्तों तक भोजन के प्रति ग्राम 15 μg टेक्नेटियम-99 का सेवन किया।[119] शरीर में, टेक्नेटियम जल्दी से स्थिर TcO4- आयन में परिवर्तित हो जाता है, जो अत्यधिक पानी में घुलनशील है और जल्दी से उत्सर्जित हो जाता है। टेक्नेटियम की रेडियोलॉजिकल विषाक्तता (द्रव्यमान की प्रति इकाई) यौगिक, प्रश्न में आइसोटोप के लिए विकिरण के प्रकार, और आइसोटोप की अर्ध-आयु का एक कार्य है।(Schwochau, 2000, pp. 371–381) हालाँकि, यह रेडियोधर्मी है, इसलिए सभी आइसोटोप को सावधानीपूर्वक संभाला जाना चाहिए। टेक्नेटियम के साथ काम करते समय प्राथमिक खतरा धूल का साँस लेना है; फेफड़ों में ऐसा रेडियोधर्मी संदूषण कैंसर का एक महत्वपूर्ण जोखिम पैदा कर सकता है। अधिकांश काम के लिए, फ्यूम हुड में सावधानीपूर्वक हैंडलिंग पर्याप्त है, और ग्लव बॉक्स की आवश्यकता नहीं है।(Schwochau, 2000, p. 40)

रेनियम और उसके यौगिकों की विषाक्तता के बारे में बहुत कम जानकारी है क्योंकि उनका उपयोग बहुत कम मात्रा में किया जाता है। घुलनशील लवण, जैसे कि रेनियम हैलाइड्स या परहेनेट्स, रेनियम के अलावा अन्य तत्वों के कारण या स्वयं रेनियम के कारण खतरनाक हो सकते हैं।(Emsley, 2001, pp. 358–361) रेनियम के केवल कुछ यौगिकों का उनकी तीव्र विषाक्तता के लिए परीक्षण किया गया है; दो उदाहरण पोटेशियम परहेनेट और रेनियम ट्राइक्लोराइड हैं, जिन्हें चूहों में घोल के रूप में इंजेक्ट किया गया था। परहेनेट का सात दिनों के बाद LD50 मान 2800 mg/kg था (यह बहुत कम विषाक्तता है, टेबल सॉल्ट के समान) और रेनियम ट्राइक्लोराइड ने 280 mg/kg का LD50 दिखाया।[120]

जैविक भूमिका

मुख्य लेख: Manganese in biology

समूह 7 के तत्वों में से, केवल मैंगनीज की मानव शरीर में भूमिका है। यह एक आवश्यक ट्रेस पोषक तत्व है, जिसमें शरीर में किसी भी समय लगभग 10 मिलीग्राम होता है। यह जैविक प्रक्रियाओं में एक कोएंजाइम के रूप में मौजूद है जिसमें मैक्रोन्यूट्रिएंट चयापचय, हड्डी का निर्माण, और मुक्त कण रक्षा प्रणाली शामिल हैं। यह दर्जनों प्रोटीन और एंजाइमों में एक महत्वपूर्ण घटक है।[121] मानव शरीर में मैंगनीज मुख्य रूप से हड्डियों में केंद्रित होता है, और शेष नरम ऊतक लिवर और गुर्दे में केंद्रित होते हैं।(Emsley, 2001, pp. 249–253) मानव मस्तिष्क में, मैंगनीज मैंगनीज मेटालोप्रोटीन से बंधा होता है, विशेष रूप से एस्ट्रोसाइट्स में ग्लूटामाइन सिंथेटेस।[122] टेक्नेटियम, रेनियम और बोहरियम की कोई ज्ञात जैविक भूमिका नहीं है। हालाँकि, टेक्नेटियम का उपयोग रेडियोइमेजिंग में किया जाता है।

संदर्भ

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ग्रंथ सूची

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