Uran (pierwiastek)

Pa - U - Np Nd U   Układ okresowy
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a.*	Uran, U, 92
Własności metaliczne	aktynowiec
Grupa, okres, blok	, 7, f
Gęstość, twardość	19050 kg/m3, 4,5
Kolor	srebrzystobiały
Własności atomowe
Masa atomowa	238,0289 u
Promień atomowy (obl.)	175 (bd) pm
Promień kowalencyjny	bd
Promień van der Waalsa	186 pm
Konfiguracja elektronowa	href="Radon_(pierwiastek).html" title="Radon (pierwiastek)" >Rn5f36d17s2
e- na poziom energetyczny	2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
Stopień utlenienia	5
Własności kwasowe tlenków	słabo zasadowe
Struktura krystaliczna	rombowa
Własności fizyczne
Stan skupienia	stały
Temperatura topnienia	1405 K (1132 °C)
Temperatura wrzenia	2070 K (1797 °C)
Objętość molowa	12,49×10-3 m3/mol
Ciepło parowania	477 kJ/mol
Ciepło topnienia	15,48 kJ/mol
Ciśnienie pary nasyconej	bd
Prędkość dźwięku	3155 m/s (293,15K)
Pozostałe dane
Elektroujemność	1,38 (Pauling) 1,22 (Allred)
Ciepło właściwe	120 J/
Przewodność właściwa	3,8×106 S/m
Przewodność cieplna	27,6 W/
I Potencjał jonizacyjny	597,6 kJ/mol
II Potencjał jonizacyjny	1420 kJ/mol
Najbardziej stabilne izotopy*
izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 232U {syn.} 68,9 lat α 5,414 228Th 233U {syn.} 1,592×104 lat α 4,909 229Th 234U 0,006% 2,455×104 lat α 4,859 230Th 235U 0,72% 7,038×108 lat α 4,679 231Th 236U {syn.} 2,342×107 lat α 4,572 232Th 238U 99,275% 4,468×109 lat α 4,270 234Th
Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej, użyte są jednostki SI i warunki normalne.
*Wyjaśnienie skrótów: l.a.=liczba atomowa wyst.=występowanie w przyrodzie, o.p.r.=okres połowicznego rozpadu, s.r.=sposób rozpadu, e.r.=energia rozpadu, p.r.=produkt rozpadu

Chemia > Pierwiastek chemiczny > H - He - Li - Be - B - C - N - O - F - Ne - Na - Mg - Al - Si - P - S - Cl - Ar - K - Ca - Sc - Ti - V - Cr - Mn - Fe - Co - Ni - Cu - Zn - Ga - Ge - As - Se - Br - Kr - Rb - Sr - Y - Zr - Nb - Mo - Tc - Ru - Rh - Pd - Ag - Cd - In - Sn - Sb - Te - I - Xe - Cs - Ba - La - Ce - Pr - Nd - Pm - Sm - Eu - Gd - Tb - Dy - Ho - Er - Tm - Yb - Lu - Hf - Ta - W - Re - Os - Ir - Pt - Au - Hg - Tl - Pb - Bi - Po - At - Rn - Fr - Ra - Ac - Th - Pa - U - Np - Pu - Am - Cm - Bk - Cf - Es - Fm - Md - No - Lr - Rf - Db - Sg - Bh - Hs - Mt - Ds - Rg - Uub - Uut - Uuq - Uup - Uuh - Uus - Uuo



Uran (U, łac. uranium) - pierwiastek chemiczny należący do grupy III B (aktynowiec), wśród pierwiastków występujących naturalnie na Ziemi ma największą liczbę atomową (92), jest słabo promieniotwórczy . W uranie naturalnym występują głównie dwa izotopy ²³⁵U (mniej niż 1%) i ²³⁸U (ponad 99%). Izotop ²³⁵U ulega rozszczepieniu spontanicznemu oraz pod wpływem neutronów termicznych (rozszczepienie jądra atomowego) . Izotop ²³⁸U pochłania neutrony i następnie przekształca się w ²³⁹Pu (pluton), który jest rozszczepialny. Syntetyczny izotop ²³³U jest rozszczepialny, otrzymuje się go przez bombardowanie ²³²toru neutronami.

Własności pierwiastka

Czysty uran jest srebrzystobiałym metalem o dużej gęstości (65% większej niż gęstość ołowiu), tworzy formy alotropowe:

• alfa (ortorombowa) stabilna aż do 667,7°C
• beta (tetragonalna) stabilna w zakresie 667,7 C do 774,8°C
• gamma (regularna(kubiczna) centrowana objętościowo b.c.c) od 774,8°C aż do temperatury topnienia.

Sproszkowany metaliczny uran jest piroforyczny.

Występowanie

Uran występuje w postaci związków chemicznych w ilości 2,4 ppm w otaczającej nas przyrodzie, można znaleźć go w skałach, glebie, wodzie, roślinach, zwierzętach a nawet w ciele ludzkim. Występuje także w większym stężeniu w minerałów, najważniejszymi minerałami uranu są:

• blenda smolista
• uranit U₃O₈
• karnotyt K₂(UO₂)₂(VO₄)₂•2H₂O

Największe złoża rud uranu znajdują się w: Kongo (Katanga), Północnej Kanadzie, USA (Utah, Kolorado), w Jachimowie, Turkiestanie, Tiuji Mujun.
Złoża niezbyt wydajne uranu występują też w Polsce w Sudetach i były eksploatowane do lat 50-tych XX wieku. Wyrobisko w pobliżu Kletna jest udostępnione do zwiedzania.

Związki chemiczne uranu

Związki chemiczne uranu są trujące. Reaguje z tlenem z powietrza, a sproszkowany zapala się. Reaguje z kwasami, siarką, chlorem, fluorem.

Zastosowania

Głównym zastosowaniem jest użycie izotopu ²³⁵U jako materiału rozszczepialnego w bombach jądrowych oraz reaktorach jądrowych, które znalazły zastosowanie w elektrowniach atomowych oraz w napędzie łodzi podwodnych. Uran naturalny zawiera zbyt mało izotopu ²³⁵U by mógł być użyty jako materiał rozszczepialny i wymaga przetworzenia zwiększającego zawartość tego izotopu w procesie zwanym wzbogacaniem, w wyniku tego przetworzenia uzyskuje się uran wzbogacony oraz odpad zwany uranem zubożonym.
Inne zastosowania uranu:

• W ceramice używano uran do barwienia szkła i ceramiki, obecnie ze względu na strach przed promieniowaniem, zaniechano tego zastosowania.
• ²³⁸U jest przetwarzany na pluton w reaktorach atomowych zwanych reaktorami powielającymi.
• Metaliczny uran względu na dużą liczbę masową jest używany jako tarcza w generatorach promieniowania X o dużej energii.
• ²³⁸U jako izotop o bardzo długim okresie rozpadu 238 (4.51 × 10⁹) oraz produkty rozpadu służą do określania wieku skał.
• Uran jako metal o bardzo dużej gęstości, a w praktyce uran zubożony, używany jest jako rdzeń pocisków przeciwczołgowych.
• Stosowany jest też w fotografii oraz analizie chemicznej.

Historia

Uran w postaci naturalnego tlenku był używany, od co najmniej 79 roku, do barwienia na żółty kolor wyrobów szklanych (żółte szkło z zawartością 1% tlenku uranu znaleziono niedaleko Neapolu we Włoszech.
Jako pierwiastek znany od 1789.