Uran (pierwiastek).html |
| | | ca | | | de | | | en | | | es | | | fr | | | it | | | nl | | | no | | | pl | | | pt | | | ru | | | ro | | | fi | | | sv | | | tr | | | vo | | |
| |  |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dane ogólne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nazwa, symbol, l.a.* | Uran, U, 92 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności metaliczne | aktynowiec | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupa, okres, blok | -, 7, f | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gęstość, twardość | 19050 kg/m³, 4,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd |  |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 | Rn5f36d17s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| e- na poziom energetyczny | 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stopień utlenienia | 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności kwasowe tlenków | słabo zasadowe | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Struktura krystaliczna | rombowa, tetragonalna, kubiczna | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności fizyczne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stan skupienia | stały | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura topnienia | 1405 K (1132 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura wrzenia | 2070 K (1797°C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Objętość molowa | 12,49×10-6 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/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Przewodność właściwa | 3,8×106 S/m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Przewodność cieplna | 27,6 W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| I Potencjał jonizacyjny | 597,6 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| II Potencjał jonizacyjny | 1420 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Najbardziej stabilne izotopy* | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| *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 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Uran (U, łac. uranium) - pierwiastek chemiczny leżący w grupie aktynowców w układzie okresowym.
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 232Th neutronami.
Spis treści |
edytuj Własności pierwiastka
Czysty uran jest srebrzystobiałym metalem o dużej gęstości (65% większej niż gęstość ołowiu), tworzy formy alotropowe:
- alfa (rombowa) 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.
edytuj Występowanie
Uran występuje na Ziemi naturalnie w postaci związków chemicznych w ilości 2,4 ppm. Można znaleźć go w skałach, glebie, wodzie, roślinach, zwierzętach a nawet w ciele ludzkim. Występuje także w większym stężeniu w minerałach, najważniejszymi minerałami uranu są:
- blenda uranowa
- uraninit UO2 + UO3
- karnotyt K2(UO2)2(VO4)2•2H2O
Największe złoża rud uranu znajdują się w: Kongo (Katanga), Północnej Kanadzie, USA (Utah, Kolorado), w Jachymowie w Czechach, Turkiestanie, Tiuji Mujun.
Niezbyt wydajne złoża uranu występują też w Polsce w Sudetach i Górach Świętokrzyskich i były eksploatowane do lat 50. XX wieku. W Kowarach u stóp Karkonoszy sztolnia uranowa i inhalatorium radonowe jest otwarte dla turystów. Jest to jedna z pięciu tego typu atrakcji na świecie. Wyrobisko w pobliżu Kletna jest także udostępnione do zwiedzania. W latach 60. XX w. złoża uranu odkryto w okolicach wsi Rajsk opodal Bielska Podlaskiego.
W światowym wydobyciu rud uranu w przeliczeniu na czysty składnik, wynoszącym w 2002 r. 35 tys. ton przodowały: Kanada (13 tys. ton), Australia (7,2 tys. ton), Niger (3,1 tys. ton), Kazachstan (2,8 tys. ton) i Namibia (2,3 tys. ton).
Zobacz więcej w osobnym artykule: Kopaliny (kopalnia uranu).– opis złoża eksploatowanego w Polsce w latach 50. XX w.
edytuj Związki chemiczne uranu
Uran reaguje z tlenem z powietrza pokrywając się stopniowo najpierw złotożółtą a następnie czarną warstwą tlenków. W podwyższonych temperaturach jest reaktywny. Podgrzany do 450°C reaguje z azotem tworząc azotki, ogrzany w wodzie daje wodorek UH3 a w temperaturze wrzenia wydziela z wody wolny wodór. Uran rozpuszcza się łatwo w rozcieńczonych kwasach. Zapala się w powietrzu już po umiarkowanym ogrzaniu a sproszkowany nawet w temperaturze pokojowej. Reaguje z kwasami, siarką, chlorem, fluorem. Wszystkie rozpuszczalne związki chemiczne uranu są trujące.
Najtrwalszym ze stopni utlenienia uranu jest VI. Tlenek uranu(VI) (UO3) to proszek o barwie od żółtej do pomarańczowej. W temperaturze powyżej 500°C przechodzi on w oliwkowozielony U3O8, który jest najtrwalszym z tlenków uranu i występuje w przyrodzie jako minerał uraninit. UO3 jest tlenkiem amfoterycznym, to znaczy reaguje zarówno z kwasami jak i z zasadami. W wyniku gotowania UO3 z wodą powstaje wodorotlenek uranylu UO2(OH)2. Stabilne w roztworze wodnym jony uranu to czerwone U3+, zielone U4+ oraz żółte UO22+.
edytuj 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 okrętów 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. Do wzbogacania uranu używa się wirówek wzbogacających.
Teoretycznie jeden gram uranu (czyli kulka o średnicy ok. 0,5 cm) może dostarczyć ok. 20 miliardów dżuli (20×109 J) energii. Jest to ilość odpowiadająca spaleniu ok. 1,5 t węgla[1]. "Uran jest zatem na razie najbardziej skondensowanym źródłem energii wykorzystywanym przez człowieka"[2].
Inne zastosowania uranu:
- Uranu używano 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 ze względu na dużą liczbę masową jest używany jako tarcza w generatorach promieniowania X o dużej energii.
- 238U jako izotop o bardzo długim okresie rozpadu (4,468 × 109 lat) oraz produkty rozpadu służą do określania wieku skał.
- Uran jako metal o bardzo dużej gęstości, a w praktyce uran zubożony, używany jest jako rdzeń przeciwczołgowych pocisków podkalibrowych.
- Stosowany jest też w fotografii oraz analizie chemicznej.
edytuj 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.
Uznanie uranu za pierwiastek przypisuje się Martinowi Heinrichowi Klaprothowi, który ogłosił to odkrycie w 1789 r. Pierwiastek ten w formie czystej został wyodrębniony po raz pierwszy przez Eugene-Melchiora Peligota w 1841 r.
edytuj Zobacz też
edytuj Bibliografia
- Adam Bielański Chemia ogólna i nieorganiczna, PWN 1970
Przypisy
- ↑ John Emsley: Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements. Oxford: Oxford University Press, 2001. ISBN 0198503407.
- ↑ Jak to jest?. Warszawa: Przegląd Reader's Digest, 1998. ISBN 83-909366-1-5.
(Ac) aktyn · (Am) ameryk · (Sb) antymon · (Ar) argon · (As) arsen · (At) astat · (N) azot · (Ba) bar · (Bk) berkel · (Be) beryl · (Bi) bizmut · (Bh) bohr · (B) bor · (Br) brom · (Ce) cer · (Cs) cez · (Cl) chlor · (Cr) chrom · (Sn) cyna · (Zn) cynk · (Zr) cyrkon · (Ds) darmsztadt · (Db) dubn · (Dy) dysproz · (Es) einstein · (Er) erb · (Eu) europ · (Fm) ferm · (F) fluor · (P) fosfor · (Fr) frans · (Gd) gadolin · (Ga) gal · (Ge) german · (Al) glin · (Hf) hafn · (Hs) has · (He) hel · (Ho) holm · (In) ind · (Ir) iryd · (Yb) iterb · (Y) itr · (I) jod · (Cd) kadm · (Cf) kaliforn · (Cm) kiur · (Co) kobalt · (Kr) krypton · (Si) krzem · (Xe) ksenon · (La) lantan · (Li) lit · (Lr) lorens · (Lu) lutet · (Mg) magnez · (Mn) mangan · (Mt) meitner · (Md) mendelew · (Cu) miedź · (Mo) molibden · (Nd) neodym · (Ne) neon · (Np) neptun · (Ni) nikiel · (Nb) niob · (No) nobel · (Pb) ołów · (Os) osm · (Pd) pallad · (Pt) platyna · (Pu) pluton · (Po) polon · (K) potas · (Pr) prazeodym · (Pm) promet · (Pa) protaktyn · (Ra) rad · (Rn) radon · (Re) ren · (Rh) rod · (Rg) roentgen · (Hg) rtęć · (Rb) rubid · (Ru) ruten · (Rf) rutherford · (Sm) samar · (Sg) seaborg · (Se) selen · (S) siarka · (Sc) skand · (Na) sód · (Ag) srebro · (Sr) stront · (Tl) tal · (Ta) tantal · (Tc) technet · (Te) tellur · (Tb) terb · (O) tlen · (Th) tor · (Tm) tul · (Ti) tytan · (Uub) ununbium · (Uuh) ununhexium · (Uuo) ununoctium · (Uup) ununpentium · (Uuq) ununquadium · (Uut) ununtrium · (U) uran · (V) wanad · (Ca) wapń · (C) węgiel · (H) wodór · (W) wolfram · (Au) złoto · (Fe) żelazo
Pierwiastki niezsyntezowane: (Uus) ununseptium · (Uue) ununennium · (Ubn) unbinilium · (Ubu) unbiunium · (Ubb) unbibium · (Ubt) unbitrium · (Ubq) unbiquadium · (Ubp) unbipentium · (Ubh) unbihexium