Uranas (U), periodinės lentelės aktinoidų serijos radioaktyvusis cheminis elementas, atominis skaičius 92. Tai svarbus branduolinis kuras.
aktinoidinis elementas
grupės nariai, įskaitant uraną (labiausiai žinomą), atsiranda natūraliai, dauguma yra žmogaus sukurti. Buvo naudojamas ir uranas, ir plutonis
Uranas sudaro maždaug dvi milijonines žemės plutos dalis. Kai kurie svarbūs urano mineralai yra skiedinys (nešvarus U 3 O 8), uraninitas (UO 2), karnotitas (kalio urano vanadatas), autunitas (kalcio urano fosfatas) ir torbernitas (vario urano fosfatas). Šios ir kitos regeneruojamos urano rūdos, kaip branduolinio kuro šaltiniai, turi daug kartų daugiau energijos nei visos žinomos iškastinio kuro sankaupos. Iš svaro urano išeikvojama tiek energijos, kiek 1,4 milijono kilogramų (3 milijonų svarų) anglies.
Norėdami gauti papildomos informacijos apie urano rūdos telkinius, taip pat apie kasybos, rafinavimo ir regeneravimo būdus, skaitykite urano perdirbimą. Palyginamus statistinius duomenis apie urano gamybą žr. Lentelėje.
Uranas
| Šalis | kasyklų gamyba 2013 m. (metrinės tonos) | pasaulio minų gamybos% |
|---|---|---|
| *Sąmata. | ||
| Šaltinis: Pasaulio branduolinės energetikos asociacija, Pasaulio urano gavybos gamyba (2014 m.). | ||
| Kazachstanas | 22,574 | 37.9 |
| Kanada | 9,332 | 15.6 |
| Australija | 6350 | 10.6 |
| Nigeris * | 4.528 | 7.6 |
| Namibija | 4,315 | 7.2 |
| Rusija | 3,135 | 5.3 |
| Uzbekistanas * | 2400 | 4.0 |
| Jungtinės Valstijos | 1,835 | 3.1 |
| Kinija * | 1450 | 2.4 |
| Malavis | 1,132 | 1.9 |
| Ukraina | 1 075 | 1.9 |
| pietų Afrika | 540 | 0,9 |
| Indija * | 400 | 0,7 |
| Čekijos Respublika | 225 | 0,4 |
| Brazilija | 198 | 0,3 |
| Rumunija * | 80 | 0,1 |
| Pakistanas * | 41 | 0,1 |
| Vokietija | 27 | 0,0 |
| viso pasaulio | 59,637 | 100 |
Uranas yra tankus, kietas metalinis, sidabriškai baltos spalvos elementas. Jis yra elastingas, kalus ir gali gerai išblukti. Ore metalas sugadina, o susmulkinęs pasidaro liepsna. Tai gana prastas elektros laidininkas. Nors metalą atrado (1789 m.) Vokiečių chemikas Martinas Heinrichas Klaprothas, kuris jį pavadino neseniai neseniai atrastos Urano planetos vardu, patį metalą pirmą kartą išskyrė (1841 m.) Prancūzų chemikas Eugène-Melchior Péligot, redukuodamas urano tetrachloridą (UCl 4) su kalio.
1869 m. Rusų chemikas Dmitrijus Mendelejevas suformulavo periodinę sistemą, sutelkdamas dėmesį į uraną kaip sunkiausią cheminį elementą - poziciją, kurios ji laikėsi iki pirmojo transuranio elemento neptunio atradimo 1940 m. 1896 m. Prancūzų fizikas Henri Becquerel atrado uraną. radioaktyvumo fenomenas, terminas, pirmą kartą vartotas 1898 m. prancūzų fizikų Marie ir Pierre Curie. Ši savybė vėliau buvo rasta daugelyje kitų elementų. Dabar žinoma, kad uranas, radioaktyvus visuose savo izotopuose, natūraliai susideda iš urano-238 (99,27 proc., 4 510 000 000 metų pusinės eliminacijos periodas), urano-235 (0,72 proc., 713 000 000 metų pusinės eliminacijos periodas) ir uranas-234 (0,006 proc., pusinės eliminacijos laikas yra 247 000 metų). Dėl ilgo pusinės eliminacijos periodo galima nustatyti Žemės amžių išmatuojant švino, urano galutinio skilimo produkto, kiekį tam tikrose urano turinčiose uolienose. Uranas-238 yra pirminis, o uranas-234 yra viena iš dukterų radioaktyviojo urano skilimo serijoje; uranas-235 yra aktiniumo skilimo serijos pradinis objektas. Taip pat žiūrėkite aktinoidinį elementą.
Urano elementas buvo intensyviai tiriamas ir sulaukė didelio susidomėjimo po to, kai vokiečių chemikai Otto Hahnas ir Fritzas Strassmannas 1938 m. Pabaigoje atrado branduolio dalijimosi fenomeną urane, kurį užpūtė lėti neutronai. Italų kilmės amerikiečių fizikas Enrico Fermi (1939 m. Pradžioje) pasiūlė, kad neutronai gali būti skilimo produktų dalis ir tokiu būdu galėtų tęsti dalijimąsi kaip grandininė reakcija. Vengrų kilmės amerikiečių fizikas Leo Szilardas, amerikiečių fizikas Herbertas L. Andersonas, prancūzų chemikas Frédéricas Joliot-Curie ir jų bendradarbiai patvirtino (1939 m.) Šią prognozę; vėliau tyrimas parodė, kad iš 2 Vidutinis 1 / 2 neutronų per atomo yra išleidžiami skilimo metu. Šie atradimai paskatino pirmą savarankišką branduolinės grandinės reakciją (1942 m. Gruodžio 2 d.), Pirmąjį atominės bombos testą (1945 m. Liepos 16 d.), Pirmąją karo metu nukritusią atominę bombą (1945 m. Rugpjūčio 6 d.), Pirmąją atominę. povandeninis laivas (1955 m.) ir pirmasis plataus masto branduolinis elektrinis generatorius (1957 m.).
Skilimas lėtaisiais neutronais vyksta santykinai retoje urano-235 izotopo (vienintelė natūraliai skilioji medžiaga), kuris turi būti atskirtas nuo gausaus urano-238 izotopo įvairiems tikslams. Tačiau uranas-238, absorbavęs neutronus ir patyręs neigiamą beta irimą, virsta sintetiniu elementu plutoniu, kuris dalijasi su lėtaisiais neutronais. Taigi natūralus uranas gali būti naudojamas keitiklių ir selektorių reaktoriuose, kuriuose dalijimąsi palaiko retasis uranas-235, o plutonis tuo pačiu metu gaminamas transmutavus uraną-238. Skilusįjį uraną-233 galima sintetinti kaip branduolinį kurą iš neskaidraus torio izotopo torio-232, kurio gamtoje gausu. Uranas taip pat yra svarbi medžiaga, iš kurios sintetiniai transuranio elementai buvo paruošti transmutacijos reakcijų metu.
Uranas, kuris yra labai elektropozitinis, reaguoja su vandeniu; jis ištirpsta rūgštyse, bet ne šarmuose. Svarbios oksidacijos būsenos yra +4 (kaip UO 2 okside, tetrahalidai, tokie kaip UCl 4 ir žalias vandeninis jonas U 4 +) ir +6 (kaip UO 3 okside, heksafluoridas UF 6 ir geltonasis uranilas). joną UO 2 2+). Vandeniniame tirpale uranas yra stabiliausias kaip uranilo jonas, kurio struktūra linijinė [O = U = O] 2+. Urano būklė taip pat yra +3 ir +5, tačiau atitinkami jonai yra nestabilūs. Raudonasis U 3+ jonas lėtai oksiduojasi net vandenyje, kuriame nėra ištirpusio deguonies. UO 2 + jonų spalva nežinoma, nes net labai praskiestuose tirpaluose jis neproporcingai proporcingas (UO 2 + redukuojamas į U 4 + ir oksiduojamas iki UO 2 2+).
Urano junginiai buvo naudojami kaip keramikos dažikliai. Urano heksafluoridas (UF 6) yra kieta medžiaga, kurios garų slėgis neįprastai aukštas (115 torrai = 0,15 atm = 15 300 Pa), esant 25 ° C (77 ° F). UF 6 yra chemiškai labai reaktyvus, tačiau, nepaisant jos korozinių savybių garų būsenoje, UF 6 buvo plačiai naudojami dujų difuzijos ir dujų centrifugų metodų atskiriant urano-235 iš urano-238.
Organiniai metalo junginiai yra įdomi ir svarbi junginių grupė, kurioje yra metalo-anglies jungtys, jungiančios metalą prie organinių grupių. Uranocenas yra organoranio junginys U (C 8 H 8) 2, kuriame urano atomas yra tarp dviejų organinių žiedų sluoksnių, susijusių su cikloo-oktatratenu C 8 H 8. Jos atradimas 1968 m. Atvėrė naują metalo organinės chemijos sritį.
Elemento savybės
| atominis skaičius | 92 |
|---|---|
| atominis svoris | 238,03 |
| lydymosi temperatūra | 1 132,3 ° C (2 070,1 ° F) |
| virimo taškas | 3818 ° C (6,904 ° F) |
| specifinė gravitacija | 19.05 val |
| oksidacijos būsenos | +3, +4, +5, +6 |
| dujinės atominės būsenos elektronų konfigūracija | [Rn] 5f 3 6d 1 7s 2 |
![Gaidytojo Gonzálezo Iñárritu filmas „Paukščių žmogus“ arba (netikėta nežinomybės dorybė) [2014]](https://images.thetopknowledge.com/img/entertainment-pop-culture/2/birdman-film-gonzlez-irritu-2014.jpg "Gaidytojo Gonzálezo Iñárritu filmas „Paukščių žmogus“ arba (netikėta nežinomybės dorybė) [2014]")
