Fakty i właściwości pierwiastka uranu

Jewgienij Gromow/Getty Images

Uran to pierwiastek znany ze swojej radioaktywności. Oto zbiór faktów dotyczących właściwości chemicznych i fizycznych tego metalu.

Podstawowe fakty dotyczące uranu

Liczba atomowa: 92

Symbol atomowy uranu : W

Masa atomowa : 238,0289

Konfiguracja elektronów : [Rn]7s^dwa5f³6d¹

Pochodzenie słowa: Nazwany na cześć planety Uran

Izotopy

Uran ma szesnaście izotopów. Wszystkie izotopy są radioaktywne. Naturalnie występujący uran zawiera około 99,28305 wagowo U-238, 0,7110% U-235 i 0,0054% U-234. Udział procentowy U-235 w naturalnym uranie zależy od jego źródła i może się różnić nawet o 0,1%.

Właściwości uranu

Uran na ogół ma wartościowość 6 lub 4. Uran jest ciężkim, błyszczącym, srebrzystobiałym metalem, zdolnym do silnego polerowania. Wykazuje trzy modyfikacje krystalograficzne: alfa, beta i gamma. Jest nieco bardziej miękki niż stal; nie wystarczająco twardy, aby zarysować szkło. Jest kowalny, ciągliwy i lekko paramagnetyczny. Pod wpływem powietrza metaliczny uran zostaje pokryty warstwą tlenku. Kwasy rozpuszczają metal, ale zasady nie mają na niego wpływu. Drobno podzielony uran metaliczny jest związany z zimną wodą i jest piroforyczny. Kryształy azotanu uranu są triboluminescencyjne. Uran i jego (uranylowe) związki są wysoce toksyczne, zarówno chemicznie, jak i radiologicznie.

Zastosowania uranu

Uran ma ogromne znaczenie jako paliwo jądrowe. Paliwa jądrowe są wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej, izotopów i broni. Uważa się, że większość wewnętrznego ciepła Ziemi jest spowodowana obecnością uranu i toru. Uran-238, z okresem półtrwania 4,51 x 10⁹lat służy do szacowania wieku skał magmowych. Uran może być używany do hartowania i wzmacniania stali. Uran jest używany w bezwładnościowych urządzeniach naprowadzających, w żyrokompasach, jako przeciwwagi do powierzchni sterowych samolotów, jako balast dla pojazdów powracających do rakiet, jako osłona oraz jako cele rentgenowskie. Azotan może być używany jako toner fotograficzny. Używany jest octanw chemii analitycznej. Naturalna obecność uranu w glebie może wskazywać na obecność radonu i jego pochodnych. Sole uranu zostały wykorzystane do produkcji żółtych „wazelinowych” szkliw szklanych i ceramicznych.

Źródła

Uran występuje w minerałach w tym mieszanka smołowa , karnotyt, kleweit, autunit, uraninit, uranofan i torbernit. Występuje również w piaskach fosforytowych, brunatnych i monazytowych. Rad zawsze kojarzy się z rudami uranu. Uran można otrzymać redukując halogenki uranu metalami alkalicznymi lub metalami ziem alkalicznych lub redukując tlenki uranu wapniem, węglem lub glinem w podwyższonych temperaturach. Metal może być wytwarzany przez elektrolizę KUF₅lub UF₄, rozpuszczony w stopionej mieszaninie CaCl_dwai NaCl. Uran o wysokiej czystości można otrzymać przez termiczny rozkład halogenków uranu na gorącym włóknie.

Klasyfikacja elementów: Radioaktywny pierwiastek ziem rzadkich (seria aktynowców)

Odkrycie: Martin Klaproth 1789 (Niemcy), Peligot 1841

Dane fizyczne uranu

Gęstość (g/cm3): 19.05

Temperatura topnienia (°K): 1405,5

Temperatura wrzenia (°K): 4018

Wygląd zewnętrzny: Srebrzystobiały, gęsty, ciągliwy i plastyczny, radioaktywny metal

Promień atomowy (po południu): 138

Objętość atomowa (cm3/mol): 12,5

Promień kowalencyjny (po południu): 142

Promień jonowy : 80 (+6e) 97 (+4e)

Ciepło właściwe (@20°C J/g mol): 0,115

Ciepło termojądrowe (kJ/mol): 12,6

Ciepło parowania (kJ/mol): 417

Pauling Negative Numer: 1,38

Pierwsza energia jonizacyjna (kJ/mol): 686.4

Stany Utleniania : 6, 5, 4, 3

Struktura sieci: rombowe

Stała sieci (Å): 2850

Zamawianie magnetyczne: paramagnetyczny

Rezystancja(0°C): 0,280 µΩ·m

Przewodność cieplna (300 K): 27,5 W·m−1·K−1

Rozszerzalność termiczna (25°C): 13,9 µm·m−1·K−1

Prędkość dźwięku (cienki pręt) (20°C): 3155 m/s

Moduł Younga: 208 GPa

Moduł ścinania : 111 GPa

Moduł nasypowy: 100 GPa

Współczynnik Poissona: 0,23

Numer rejestru CAS : 7440-61-1