Уран – элемент, хорошо известный своей радиоактивностью. Вот набор фактов о химических и физических свойствах этого металла.
Основные факты об уране
Атомный номер: 92
Символ атома урана: U
Атомный вес: 238,0289
Электронная конфигурация: [Rn] 7s 2 5f 3 6d 1
Источник слова: назван в честь планеты Уран
Изотопы
Уран состоит из шестнадцати изотопов. Все изотопы радиоактивны. Встречающийся в природе уран содержит приблизительно 99,28305 мас.% U-238, 0,7110% U-235 и 0,0054% U-234. Процентное содержание U-235 в природном уране зависит от его источника и может варьироваться до 0,1%.
Свойства урана
Уран обычно имеет валентность 6 или 4. Уран – это тяжелый, блестящий, серебристо-белый металл, способный к полировке. Он имеет три кристаллографические модификации: альфа, бета и гамма. Он немного мягче стали; недостаточно сильно, чтобы поцарапать стекло. Он податлив, пластичен и немного парамагнитен. При контакте с воздухом металлический уран покрывается слоем оксида. Кислоты растворяют металл, но на него не действуют щелочи. Мелкодисперсный металлический уран присоединяется холодной водой и является пирофорным. Кристаллы нитрата урана триболюминесцентны. Уран и его (ураниловые) соединения очень токсичны как химически, так и радиологически.
Использование урана
Уран имеет большое значение как ядерное топливо. Ядерное топливо используется для производства электроэнергии, производства изотопов и оружия. Считается, что большая часть внутреннего тепла Земли связана с присутствием урана и тория. Уран-238 с периодом полураспада 4,51 x 10 9 лет используется для оценки возраста магматических пород. Уран можно использовать для закалки и упрочнения стали. Уран используется в инерциальных приборах наведения, в гирокомпасах, в качестве противовесов для рулевых поверхностей самолетов, в качестве балласта для ракетных спускаемых аппаратов, для экранирования и для рентгеновских целей. Нитрат можно использовать в качестве фототонера. Ацетат используется в аналитической химии. Естественное присутствие урана в почвах может указывать на присутствие радона и его дочерних элементов. Соли урана использовались для производства желтого «вазелинового» стекла и керамической глазури.
Источники
Уран встречается в минералах, включая уран , карнотит, клевеит, аутунит, уранинит, уранофан и торбернит. Он также встречается в фосфоритах, лигните и монацитовых песках. Радий всегда связан с урановыми рудами. Уран может быть получен восстановлением галогенидов урана щелочными или щелочноземельными металлами или восстановлением оксидов урана кальцием, углеродом или алюминием при повышенных температурах. Металл можно получить путем электролиза KUF 5 или UF 4 , растворенных в расплавленной смеси CaCl 2 и NaCl. Уран высокой чистоты можно получить путем термического разложения галогенидов урана на горячей нити накала.
Классификация элементов: радиоактивный Редкоземельный элемент (серия актинидов)
Открытие: Мартин Клапрот 1789 (Германия), Пелиго 1841
Физические данные урана
Плотность (г/куб.см): 19,05
Точка плавления (° K): 1405,5
Температура кипения (° K): 4018
Внешний вид: серебристо-белый, плотный, пластичный и податливый , радиоактивный металл
Атомный радиус (pm): 138
Атомный объем (см3/моль): 12,5
Ковалентный радиус (pm ): 142
Ионный радиус: 80 (+ 6e) 97 (+ 4e)
Удельная теплоемкость (@ 20 ° CJ/г моль): 0. 115
Теплота плавления (кДж/моль): 12,6
Теплота испарения (кДж/моль): 417
Число отрицательности Полинга: 1,38
Первая ионизирующая энергия (кДж/моль): 686,4
Состояния окисления: 6, 5, 4, 3
Структура решетки: орторомбическая
Константа решетки (Å): 2,850
Магнитное упорядочение: парамагнитный
Удельное электрическое сопротивление (0 ° C): 0,280 мкОм · м
Теплопроводность (300 K): 27,5 Вт · М − 1 · K − 1
Тепловое расширение (25 ° C): 13,9 мкм · м − 1 · K − 1
Скорость звука (тонкий стержень) (20 ° C): 3155 м/с
Модуль Юнга: 208 ГПа
Модуль сдвига: 111 ГПа
Объемный модуль: 100 ГПа
Коэффициент Пуассона: 0,23
Регистрационный номер CAS: 7440-61-1