خواص عنصر
طبقه بندی در جدول تناوبی از عناصر و خواص |
ساختار اتمی |
عدد اتمی: 92 | 92 پروتون 92 الکترون |
دوره 7 | 7 پوسته الکترونی اشغال شده |
گروهی از اکتینیدها | 6 الکترون بیرونی |
پیکربندی الکترون در حالت پایه | Rn 7s25f36d1 |
الکترونگاتیوی | 1.4 |
انرژی یونیزاسیون در eV | 6.08 |
رایج ترین اعداد اکسیداسیون | VI |
جرم اتمی عنصر در u | 238.03 |
شعاع اتمی در 10-10 متر | 1,385 |
شعاع یون در 10-1 0 متر | 0.80 (6+) |
حالت ماده در حالت عادی | جشن |
ثابت های مادی و فراوانی وقوع در طبیعت
تراکم در در 25 درجه سانتی گراد | 18.90 |
سختی طبق موهس | 2.5-3.0 |
سرعت صوت در | 3155 |
دمای ذوب بر حسب درجه سانتی گراد | 1130 |
گرمای ویژه همجوشی در | 65:12 |
دمای جوش بر حسب درجه سانتی گراد | 3820 |
گرمای ویژه تبخیر در | 1775.41 |
آنتروپی استاندارد S0 اینچ | 50 |
هدایت حرارتی در در 27 درجه سانتی گراد | 27.6 |
ظرفیت گرمایی ویژه در | 0.116 |
ضریب انبساط حجمی در 10-3 | |
مشخصات مقاومت الکتریکی در | 0.3086 |
اشتراک گذاری در پوشش زمین بر حسب درصد (اتمسفر، آب، پوسته زمین تا عمق 10 کیلومتر) |
0.000 32 |
همه ایزوتوپ ها رادیواکتیو هستند.
ایزوتوپ های عنصر
عدد اتمی Z | عدد جرمی A | جرم اتمی در u | فرکانس که در ٪ |
نوع تابش و انرژی بر حسب MeV |
نیمه عمر |
92 | 233 | 233,039 | به صورت مصنوعی | 1.6 x 105 a | |
234 | 234,040 | 0.0056٪ | α: 4.775 | 2.5 x 105 a | |
235 | 235,043 | 0.718٪ | α: 4.398 | 7 × 108 a | |
236 | 236,045 | به صورت مصنوعی | 2.4 x 107 a | ||
237 | 237,048 | به صورت مصنوعی | β : 0.2 | 6.7d | |
238 | 238050 | 99.276٪ | α: 4.198 | 4.5 x 109 a | |
239 | 239,054 | به صورت مصنوعی | β : 1.2 | 23.5 دقیقه | |
240 | 240,056 | به صورت مصنوعی | β : 0.4 | ساعت 2 بعد از ظهر |
خواص بیشتر
اورانیوم در سه تغییر آلفا، β و γ-اورانیوم متبلور می شود. این یک فلز سنگین براق، نقره ای سفید و پرتوزا است. نقطه ذوب نسبتا پایینی دارد اما نقطه جوش بالایی دارد. در ترکیبات خود، حالت های اکسیداسیون III، IV، V و VI را تشکیل می دهد که حالت های IV و VI پایدارترین و پایدارترین آنها هستند. این یک فلز الکتروپوزیتیو و پایه است. در هوا پایدار است، اما به سرعت با یک لایه اکسید قهوه ای تیره پوشانده می شود. در دمای بالاتر از 700 درجه سانتی گراد، می سوزد و مخلوطی از اکسید اورانیوم (IV) و اکسید اورانیوم (VI) را تشکیل می دهد. به سرعت در اسید هیدروکلریک رقیق و اسید نیتریک و به آرامی در آب با تکامل هیدروژن حل می شود. اورانیوم در برابر قلیاها مقاوم است و با هالوژن ها ترکیب می شود و هالیدها را تشکیل می دهد.
کشف
در سال 1789 شیمیدان آلمانی مارتین هاینریش کلاپروت (1743-1817) اورانیوم را به شکل دی اکسید در اورانیوم پیچبلند کشف کرد. او نام اورانیت را پیشنهاد کرد، اما پس از آن که سیاره اورانوس در سال 1781 کشف کرد، اورانیوم نام گرفت. در سال 1814 برزلیوس نماد شیمیایی “U” را معرفی کرد. EUGÉNE MECHIOR PÉLIGOT (1811-1890) اورانیوم خالص فلزی را در سال 1856 با کاهش کلرید اورانیوم (IV) با سدیم در خلاء به دست آورد. در سال 1896 ANTOINE BECQUEREL (1852-1908) رادیواکتیویته طبیعی عنصر را کشف کرد. در سال 1938، اتو هان (1879-1968) و فریدریش استراسمان (1902-1980) موفق شدند با بمباران اورانیوم با نوترون های حرارتی، هسته اورانیوم را شکافتند. در سال 1942 ENRICO FREMI اولین راکتور هسته ای را در شیکاگو راه اندازی کرد.
وقوع/تولید
اورانیوم از نظر فراوانی عنصر در رتبه 54 قرار دارد و یکی از عناصر کمتر رایج در زمین است. مواد معدنی غنی از اورانیوم بسیار نادر هستند، در حالی که مواد معدنی فقیر از اورانیوم بسیار رایج هستند. اورانیوم بیشتر به صورت اکسید، سیلیکات و غیره یافت می شود. در تعداد زیادی از سنگ ها، مواد معدنی و همچنین در خاک، در نفت و در بخش های مختلف آب. بزرگترین ذخایر اورانیوم در استرالیا، آفریقای جنوبی، نیجریه، کانادا، ایالات متحده آمریکا، کنگو، برزیل و فرانسه است. تولید اورانیوم به شدت به نوع سنگ معدن و محتوای اورانیوم آن بستگی دارد. سنگ معدن کم اورانیوم با فرآیندهای مختلف (فلوتاسیون، جداسازی مغناطیسی) غنی شده و با شستشوی اسیدی یا قلیایی با اسید سولفوریک رقیق شده یا محلول سودا به اورانیل سولفات یا مجتمع کربنات اورانیل تبدیل می شود. اورانیوم از محلول ها جدا می شود (با فرآیندهای تبادل یونی) و با لیمو یا آمونیاک به صورت دیورانات آمونیوم یا منیزیم ته نشین می شود، فیلتر شده و خشک می شود تا کیک های فیلتر زرد تشکیل شود. کنسانتره با اسید نیتریک به اورانیل نیترات تبدیل می شود (تصفیه ریز). سپس نیترات اورانیل با استخراج با تروبوتیل فسفات جدا می شود. نیترات با بازپخت و تبخیر به اکسید اورانیوم (IV، VI) تبدیل میشود، با هیدروژن به اکسید اورانیوم (IV) احیا میشود و با بخار HF به UF4 تبدیل میشود که از آن میتوان اورانیوم فلزی را با احیا با کلسیم، منیزیم یا سدیم دریافت کرد. . اورانیوم خالص با احیای متالوگرمیک اکسید اورانیوم (IV) با کلسیم، آلومینیوم، منیزیم یا هیدرید کلسیم تولید می شود. ترکیبات اورانیوم بسیار سمی هستند.
استفاده کنید
اورانیوم به شکل فلز و دی اکسید در فناوری به عنوان سوخت هسته ای در نیروگاه های هسته ای استفاده می شود. اورانیوم غنی شده تقریباً منحصراً در راکتورهای امروزی استفاده می شود. ایزوتوپ اورانیوم U در ساخت سلاح های هسته ای استفاده می شود. به دلیل چگالی بالا، اورانیوم غنی شده به عنوان ماده ای در صنعت هوانوردی، به عنوان ماده حفاظت در برابر تشعشع و به عنوان افزودنی برای انواع فولاد استفاده می شود.
اتصالات مهم
به طور خاص، ترکیبات با اورانیوم در حالت اکسیداسیون VI، مانند UO3 یا UF6، اهمیت دارند. با این حال، تعداد زیادی از ترکیبات اورانیل (UO2+) نیز وجود دارد که در آنها اورانیوم در حالت اکسیداسیون IV وجود دارد.
ساختمان
-اورانیوم در یک ساختار متراکم متبلور می شود.