U
Уран
| Группа | Актиниды | Температура плавления | 1135 ° С, 2075 ° F, 1408 К |
| Период | 7 | Точка кипения | 4131 ° С, 7468 ° F, 4404 К |
| Блокировать | ж | Плотность (г см -3 ) | 19,1 |
| Атомный номер | 92 | Относительная атомная масса | 238,029 |
| Состояние при 20 ° C | Твердый | Ключевые изотопы | 234 U, 235 U, 238 U |
| Электронная конфигурация | [Rn] 5f 3 6d 1 7s 2 | Количество CAS | 7440-61-1 |
Использование и свойства элемента Уран
Объяснение изображения
Изображение основано на общем астрологическом символе планеты Уран.
Внешность
Радиоактивный серебристый металл.
Использует
Уран — очень важный элемент, потому что он обеспечивает нас ядерным топливом, используемым для выработки электроэнергии на атомных электростанциях. Это также основной материал, из которого сделаны другие синтетические трансурановые элементы.Встречающийся в природе уран состоит из 99% урана-238 и 1% урана-235. Уран-235 — единственное делящееся топливо природного происхождения (топливо, способное поддерживать цепную реакцию). Урановое топливо, используемое в ядерных реакторах, обогащено ураном-235. Цепная реакция тщательно контролируется с помощью материалов, поглощающих нейтроны. Тепло, выделяемое топливом, используется для создания пара для вращения турбин и выработки электроэнергии.В реакторе-размножителе уран-238 захватывает нейтроны и подвергается отрицательному бета-распаду, превращаясь в плутоний-239. Этот синтетический, делящийся элемент также может поддерживать цепную реакцию.Уран также используется в вооруженных силах для ядерных подводных лодок и ядерного оружия.Обедненный уран — это уран, который содержит гораздо меньше урана-235, чем природный уран. Он значительно менее радиоактивен, чем природный уран. Это плотный металл, который можно использовать в качестве балласта для кораблей и противовесов для самолетов. Он также используется в боеприпасах и броне.
Биологическая роль
Уран не имеет известной биологической роли. Это токсичный металл.
Природное изобилие
Уран встречается в естественных условиях в нескольких минералах, таких как уранит (урановая обманка), браннерит и карнотит. Он также встречается в фосфатных породах и монацитовых песках. Мировая добыча урана составляет около 41 тысячи тонн в год.Извлеченный уран превращается в очищенный оксид, известный как желтый кек. Металлический уран можно получить путем восстановления галогенидов урана металлами группы 1 или группы 2 или путем восстановления оксидов урана кальцием или алюминием.
История химического элемента Уран
В средние века минеральная урановая обманка (оксид урана, U 3 O 8 ) иногда обнаруживалась в серебряных рудниках, а в 1789 году ее исследовал Мартин Генрих Клапрот из Берлина. Он растворил его в азотной кислоте и выпал в осадок желтое соединение, когда раствор был нейтрализован. Он понял, что это оксид нового элемента, и попытался получить сам металл, нагревая осадок с древесным углем, но безуспешно.
Эжену Пелиго в Париже выпало выделить первый образец металлического урана, что он и сделал в 1841 году, нагревая тетрахлорид урана с калием.
Открытие радиоактивности урана произошло только в 1896 году, когда Анри Беккерель в Париже оставил образец урана на неэкспонированной фотографической пластинке. Это заставило его помутнеть, и он пришел к выводу, что уран испускает невидимые лучи. Была обнаружена радиоактивность.
Химические свойства
| Атомный радиус, несвязанный (Å) | 2.41 | Ковалентный радиус (Å) | 1,83 |
| Сродство к электрону (кДж моль -1 ) | Неизвестно | Электроотрицательность (шкала Полинга) | 1,7 |
| Энергия ионизационной (кДж моль -1 ) | 1- й 597,642- й 1022,73- й-4 чт -5 чт -6 чт -7 чт -8 чт- |
Состояния окисления и изотопы Уран
| Общие состояния окисления | 6 , 5, 4, 3 | ||||
| Изотопы | Изотоп | Атомная масса | Естественное изобилие (%) | Период полураспада | Режим распада |
| 233 U | 233,040 | — | 1,590 × 10 5 лет | α | |
| > 2,7 × 10 17 лет | нф | ||||
| 234 U | 234,041 | 0,0054 | 2,453 × 10 5 лет | α | |
| 1,5 × 10 16 лет | нф | ||||
| 235 U | 235,044 | 0,7204 | 7,03 × 10 8 лет | α | |
| 1,0 × 10 19 лет | нф | ||||
| 236 U | 236,046 | — | 2,342 × 10 7 лет | α | |
| 2,5 × 10 16 лет | нф | ||||
| 238 U | 238,051 | 99,2742 | 8,2 × 10 15 лет | нф |
Данные о давлении и температуре
| Удельная теплоемкость (Дж кг −1 K −1 ) | 116 | Модуль Юнга (ГПа) | Неизвестно | |||||||
| Модуль сдвига (ГПа) | Неизвестно | Объемный модуль (ГПа) | Неизвестно | |||||||
| Давление газа | ||||||||||
| Температура (K) | 400600800100012001400160018002000 г.22002400 | |||||||||
| 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 г. | 2200 | 2400 |
| Давление (Па) | —-9,47 х 10-102,87 х 10-64,27 х 10-60,0002630,006780,09330,803 | |||||||||
| — | — | — | — | 9,47 х 10-10 | 2,87 х 10-6 | 4,27 х 10-6 | 0,000263 | 0,00678 | 0,0933 | 0,803 |