Словарь научных терминов
Уран

УРАН (лат. Uranium) U, радиоактивный хим. элемент III гр. периодич. системы, ат. н. 92, ат. м. 238,0289; относится к ак-тиноидам. Стабильных изотопов не имеет. Известно 16 изотопов с мас. ч. 226-240, 242; наиб. долгоживущие изотопы 234U (Т1/2 2,45·105 лет, a-излучатель), 235U (T1/2 7,04·108 лет, a-излучатель) - родоначальник радиоактивного ряда (4n + 3) и 238U (Т1/24,47·109 лет, a -излучатель)- родоначальник радиоактивного ряда (4n + 2). Прир. смесь изотопов содержит 99,275% 238U, 0,720% 235U, 0,005% 234U. Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 233U 4,6·10-27 м2, 235U 9,8 · 10-27 м2, 238U 2,7 · 10-28 м2; сечение деления 233U 5,27·10-26 м2, 235U 5,84·10-26 м2, прир. смеси изотопов 4,2·10-28 м2. Конфигурация внеш. электронных оболочек атома 5f36s26p66d17s2>r; степени окисления +2, +3, +4, +5, +6 (наиб. устойчивая); электроотрицательность по Полингу 1,22; ат. радиус 0,156 нм, ионные радиусы U3+ 0,1024 нм, U4+ 0,089 нм, U5+ 0,088 нм и U6+ 0,083 нм.

Среднее содержание U в земной коре 3 · 10-4% по массе. В слое литосферы толщиной 20 км содержится ~ 1014 т, в морской воде 109-1010 т. Важнейшие минералы: настуран U3O8 уранинит (U, Th)O2, урановая смоляная руда (оксиды UO2,0-UO2,67), карнотит K2[(UO2)2(VO4)2]·3H2O, тюямунит Ca[(UO2)2(VO4)2]·8H2O. Пром. значение имеют также тита-наты, напр. браннерит UTi2O6, силикаты - коффинит U[SiO4]1-x(OH)4x, танталониобаты и гидритированные фосфаты и арсенаты уранила - урановые слюдки. Крупные месторождения У. находятся в Канаде, ЮАР, США, Австралии, Франции и др. странах.

Свойства. У.- серебристо-белый блестящий металл. Ниже 669 0C устойчива a-форма с ромбич. решеткой, а = 0,2854 нм, b = 0,5869 нм, с =0,4956 нм, z = 4, пространств. группа Cmcm, плотн. 19,12 г/см3; в интервале 669-776 0C устойчива http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/5/6/14956.jpeg-форма с тетрагон, решеткой, а =1,0758 нм, с = 0,5656 нм, z = 30, пространств, группа P42/mnm, плотн. 18,11 г/см3; выше 776 0C существуетhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/5/7/14957.jpegформа с объемноцентрированной кубич. решеткой, а = 0,3525 нм, z = 2, пространств. группа Im3m, плотн. 18,06 г/см3; http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/5/8/14958.jpegпереходаhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/5/9/14959.jpeg2,78 кДж/моль, http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/6/0/14960.jpeg4,73 кДж/моль. T. пл. 1135 С, т. кип. ок. 4200 0C; рентгеновская плотн. http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/6/1/14961.jpeg 19,16 г/см3; С°p 27,67 Дж/(моль·К); http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/6/2/14962.jpeg 8,72 кДж/моль,http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/6/3/14963.jpeg 446,7 кДж/моль; S0298 50,20 Дж/(моль·К); ур-ние температурной зависимости давления пара lgp (мм рт. ст.)= = -25230/Г+5,71 (1980-2420 К); http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/6/4/14964.jpeg 28 мкОм·см; теплопроводность 0,29 Вт/(см·К) при 343 К; температурный коэф. линейного расширения http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/6/5/14965.jpeg 6,8·10-6K-1 (573 К), 9,2·10-6K-1 (773 К); модуль упругости 1758 ГПа; http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/6/6/14966.jpeg 0,344-1,379 ГПа (25 0C), 186,2 МПа (150 0C), 82,7 МПа (600 0C); модуль сдвига 73,1 ГПа; коэф. Пуассона 0,25; коэф. сжимаемости 97,9 ГПа; модуль упругой деформации 0,176 кПа; твердость по Виккерсу 200-300 при комнатной т-ре. При облучении нейтронами урановых блоков изменяются их размеры и форма, ухудшаются мех. св-ва в связи с накоплением продуктов деления У. Уран слабо парамагнитен, магн. восприимчивость+ 1,6·10-6.

У. очень реакционноспособен, взаимод. с большинством простых B-B, на воздухе покрывается черной пленкой урана оксидов, порошкообразный У. пирофорен. Реагирует с водой, быстро раств. в соляной и азотной к-тах, медленно - в H2SO4, H3PO4, фтористоводородной к-те, образуя соли уранила UO2+2.

В водных р-рах У. может существовать в степенях окисления от +3 до +6. Стандартные окислит. потенциалы для U(IV)/U(IID -0,52 В, U(V)/U(IV) 0,38 В, U(VI)/U(V) 0,17 В, U(VI)/U(IV) 0,27 В. Для бесконечно разб. водных р-ров DH0обр ионов: -489 (U3+), -591 (U4+), -1032 (UO2+ ), -1019 кДж/моль (UO2+2). Ион U3+ неустойчив, разлагает воду с образованием H2 и U4+, образуется из U4+ под действием сильных восстановителей (напр., порошка Zn) или при элек-трохим. восстановлении; U4+ устойчив в отсутствии воздуха, медленно окисляется воздухом до UO2+2, гидролизуется, образуется в р-рах UO2+2 под действием восстановителей средней силы (напр., Na2S2O6, Pb) или электрохимически; UO+2 неустойчив, быстро диспропорционирует на U4+ и UO22+, наиб. устойчив при рН 2-4, образуется при восстановлении UO2+ амальгамой Zn, H2 или электрохимически; UO22+ наиб, устойчивое состояние. У. в р-рах гидролизуется при рН > 3. Ионы У. в р-рах имеют характерную окраску: U3+ - красную, U4+ -зеленую, UO22+ - желтую. Склонность к гидролизу и комплек-сообразованию уменьшается в ряду U4+ > UO22+ > U3+ > UO2+. Плохо растворимые в воде соли У.- фосфат, ванадат, сульфид, 8-гидроксихинолинат и др., а также диуранаты щелочных металлов (соли диурановой к-ты H2U2O7) используются для выделения UO22+ из р-ров; иодат, фторид, оксалат, купферо-нат, фениларсонат - для выделения из р-ров U4+.

При нагр. У. в атмосфере H2 при 250-350 0C образуется тригидрид UH3 (табл. 1), к-рый раств. в воде, HNO3 и конц. соляной и серной к-тах, не раств. в р-рах щелочей и аммиака; пирофорен: взрывается в смеси с CCl4: при нагр. выделяет H2; применяется для получения тонкодисперсного У.

У. образует простые галогениды UHaIn (п = 3, 4, 5, 6), оксигалогениды UOHaIn (п=1, 2, 3) и уранилгалогсниды UO2HaIn (п = 1, 2), а также комплексные и смешанные галогениды (табл. 2). Наиб, важные из них - урана фториды. Трихлорид UCl3, трибромид UBr3 и тrииодид UI3 синтезируют взаимод. UH3 при 350 0C соотв. с HCl, HBr и HI: UCl3 получакп также р-цией избытка UCl4 с Al или Zn при 400 0C с послед, отгонкой AlCl3 или ZnCl2 и остатка UCl4. Тетрахлорид UCl4 синтезируют взаимод. UO2, с CCl4, COCl2, S2Cl2., SO2Cl2, или РCl5, тетрабrомид UBr4 и тетраиодид UI4 - р-цией U соотв. с Br2 и I2. Соед. UCl4, UBr4 и UI4 весьма гигроскопичны, легко раств. в воде и полярных орг. р-рителях и не раств. в неполярных орг. р-рителях.

Табл. 1.- ХАРАКТЕРИСТИКА НЕКОТОРЫХ СОЕДИНЕНИЙ УРАНА

Показатель

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/6/7/14967.jpeg

UB2

UB4

UB12

U3Si2

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/6/8/14968.jpeg

US

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/6/9/14969.jpeg

UP

Цвет

Серый

Серебристо-серый

Серебристо-серый

Серебристо-серый

От коричневого до черного

Светло-серый

Серо-черный

Серо-черный

Серый, черный

Сингония

Кубич.

Гексагон.

Тетрагон.

Кубич.

Тетрагон.

Тетрагон.

Кубич.

Ромбич.

Кубич.

Параметры решетки, нм:










а

0,4160

0,31293

0,7075

0,44773

0,73299

0,398

0,54903

0,44803

0,55889

с


0,3989

0,3979


0,39004

0,1374


0,7439


Пространств. группа

Pm3n

P6/mmm

P4/mbm

Fm3m

Р4/тbт


Рт3т

Рbab

Fm3m

T. пл., 0С

1006

2385

2495

2145

1667

1700

2462

1680

2850

Плотн.а, г/см3

11,12

12,82

9,32

5,65

11,31


10,87

8,09

10,23

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/7/0/14970.jpeg , кДж/моль

- 126,99

- 164,3 (1770 К)


- 252,5 (2060 К)

- 170,5

- 129,6

-314,3


-262,1

а Рентгеновская. 6 Т-ра перехода в др. кубич. форму с плотн. 10,92 г/см3. вИзвестна также гексаген, форма. г Наиб, устойчива; существует также тетрагон, и гексаген. (http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/7/1/14971.jpeg - 525,0 кДж/моль) модификации.

Табл. 2.- ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЛОГЕНИДОВ УРАНА

Показатель

UCl3

UCl4

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/7/2/14972.jpeg

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/7/3/14973.jpeg

UCl6

UBr3

UBr4

UBr5

UI3

UI4

Цвет

Оливково-зеленый

Зеленый

Красно -коричневый

Коричневый

Темно-зеленый

Красновато-коричневый

Темно-коричневый


Черный

Черный

Сингония

Гексагон.

Тетрагон.a

Моноклинная

Триклинная

Гексагон.

Гексагон.

Моноклинная

Триклинная

Ромбич.


Параметры решетки, нм:











a

0,7442

0,8296

0,799

0,709

1,090

0,7936

1,092

0,7449

0,4328


в



1,069

0,966



0,869

1,0127

1,3996


с

0,4320

0.7481

0,848

0,636

0,603

0,4438

0,705

0,6686

0,9984


угол, град



91,5

88,5 (a), 117,6 (b), 108,5 (g)



93,15

89,25 (a), 117,56 (b), 108,87 (g)



Число формульных единиц в ячейке

2

4

4


3

2



4


Пространств. группа

рб3

I4/amd

Р21п

P1

СЗт

P63/m

_

P1

Стст


Уайт-спирит Убихиноны Угарный газ Уги реакция Углеводороды Углеводы Углеграфитовые материалы Углекислый газ Углемасляные смеси Углепластики Углерод Углерод технический Углерод-углеродные материалы Углерода оксид Углерода сульфоксид Углеродные волокна Углеродопласты Углехимия Угольная кислота Ударная волна, Ударных труб метод Удобрения Уксусная кислота Уксусный альдегид Ульмана реакции Ультразвук Ультразвуковые аппараты Ультрамарин Ультрамикроскопия Ультрамикрохимический анализ Ультрафильтрация Ультрафиолетовая спектроскопия Ультрафосфаты Ультрацентрифугирование Умбеллиферон Умбра Ундекалактон Ундеканаль Ундеканол Уплотнительные смазки Уравнения состояния Уралкидные смолы Уран Урана сплавы Уранаты Уранорганические соединения Урацил Уреаза Уреиды Уретановые эластомеры Уретаны Уридин Уровнемеры Уроновые кислоты Урри-караша реакция Ускорители вулканизации
Medpulse.Ru
Система Orphus Нашли опечатку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter
Medpulse.Ru
в соцсетях