Urāna elementu fakti un īpašības

Jevgeņijs Gromovs/Getty Images

Urāns ir elements, kas labi pazīstams ar savu radioaktivitāti. Šeit ir apkopoti fakti par šī metāla ķīmiskajām un fizikālajām īpašībām.

Urāna pamatfakti

Atomu skaits: 92

Urāna atoma simbols : IN

Atomu svars : 238.0289

Elektronu konfigurācija : [Rn]7s^divi5f³6.d¹

Vārda izcelsme: Nosaukts pēc planētas Urāns

Izotopi

Urānam ir sešpadsmit izotopi. Visi izotopi ir radioaktīvi. Dabā sastopamais urāns satur aptuveni 99,28305 U-238, 0,7110% U-235 un 0,0054% U-234. U-235 procentuālais svars dabiskajā urānā ir atkarīgs no tā avota un var atšķirties pat par 0,1%.

Urāna īpašības

Urāna valence parasti ir 6 vai 4. Urāns ir smags, spožs, sudrabaini balts metāls, kas spēj veikt augstu pulēšanu. Tam ir trīs kristalogrāfiskas modifikācijas: alfa, beta un gamma. Tas ir nedaudz mīkstāks par tēraudu; nav pietiekami grūti, lai saskrāpētu stiklu. Tas ir kaļams, elastīgs un nedaudz paramagnētisks. Saskaroties ar gaisu, urāna metāls kļūst pārklāts ar oksīda slāni. Skābes izšķīdinās metālu, bet sārmi to neietekmē. Smalki sadalītu urāna metālu pievieno auksts ūdens un tas ir pirofors. Urāna nitrāta kristāli ir triboluminiscējoši. Urāns un tā (uranil) savienojumi ir ļoti toksiski gan ķīmiski, gan radioloģiski.

Urāna izmantošana

Urānam kā kodoldegvielai ir liela nozīme. Kodoldegvielu izmanto elektroenerģijas ražošanai, izotopu ražošanai un ieroču ražošanai. Tiek uzskatīts, ka liela daļa zemes iekšējā siltuma rodas urāna un torija klātbūtnes dēļ. Urāns-238, ar pussabrukšanas periodu 4,51 x 10⁹gadi, tiek izmantots, lai novērtētu magmatisko iežu vecumu. Urānu var izmantot tērauda sacietēšanai un stiprināšanai. Urānu izmanto inerciālās vadības ierīcēs, žiroskopu kompasos, kā pretsvaru gaisa kuģu vadības virsmām, kā balastu raķešu atgriešanās transportlīdzekļiem, vairogiem un rentgena mērķiem. Nitrātu var izmantot kā foto toneri. Tiek izmantots acetātsanalītiskajā ķīmijā. Urāna dabiskā klātbūtne augsnēs var liecināt par radona un tā meitas klātbūtni. Urāna sāļi ir izmantoti dzeltenā 'vazelīna' stikla un keramikas glazūru ražošanai.

Avoti

Urāns ir atrodams minerālos ieskaitot piķa maisījumu , karnotīts, kleveīts, autunīts, uranīts, uranofāns un torbernīts. Tas ir atrodams arī fosfātiežos, brūnoglēs un monacīta smiltīs. Rādijs vienmēr ir saistīts ar urāna rūdām. Urānu var iegūt, reducējot urāna halogenīdus ar sārmu vai sārmzemju metāliem vai reducējot urāna oksīdus ar kalciju, oglekli vai alumīniju paaugstinātā temperatūrā. Metālu var ražot, izmantojot KUF elektrolīzi₅vai UF₄, izšķīdināts izkausētā CaCl maisījumā_diviun NaCl. Augstas tīrības pakāpes urānu var iegūt, termiski sadalot urāna halogenīdus uz karsta pavediena.

Elementu klasifikācija: Radioaktīvais retzemju elements (aktinīdu sērija)

Atklājums: Martins Klaprots 1789 (Vācija), Peligot 1841

Urāna fiziskie dati

Blīvums (g/cc): 19.05

Kušanas temperatūra (°K): 1405.5

Vārīšanās punkts (°K): 4018

Izskats: Sudrabbalts, blīvs, kaļams un kaļams, radioaktīvs metāls

Atomu rādiuss (pm): 138

Atomu tilpums (cc/mol): 12.5

Kovalentais rādiuss (pm): 142

Jonu rādiuss : 80 (+6e) 97 (+4e)

Īpašs karstums (@20°C J/g mol): 0,115

Kodolsintēzes siltums (kJ/mol): 12.6

Iztvaikošanas siltums (kJ/mol): 417

Paulinga negatīvais skaitlis: 1.38

Pirmā jonizējošā enerģija (kJ/mol): 686.4

Oksidācijas stāvokļi : 6, 5, 4, 3

Režģa struktūra: Ortorombisks

Režģa konstante (Å): 2850

Magnētiskā secība: paramagnētisks

Elektriskā pretestība(0°C): 0,280 µΩ·m

Siltumvadītspēja (300 K): 27,5 W·m–1·K–1

Termiskā izplešanās (25°C): 13,9 µm·m–1·K–1

Skaņas ātrums (plāns stienis) (20°C): 3155 m/s

Younga modulis: 208 GPa

Bīdes modulis : 111 GPa

Lielapjoma modulis: 100 GPa

Puasona attiecība: 0.23

CAS reģistrācijas numurs : 7440-61-1