خواص عنصر

ثابت های مادی و فراوانی وقوع در طبیعت

همه ایزوتوپ ها رادیواکتیو هستند.

ایزوتوپ های عنصر

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 اکسیدها، سیلیکات ها و غیره در تعداد زیادی سنگ، مواد معدنی و همچنین در خاک، نفت و در توده های مختلف آبی یافت می شود. 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 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.