Уран или уранијум (U, лат.
Међу елементима који се природно јављају на Земљи има највећи атомски број а(92); слабо је радиоактиван. Природни уранијум се јавља у облику 2 изотопа 235U (мање од 1%) и 238U (преко 99%). Изотоп 235U подлеже спонтаном раздвајању језгра под утицајем термичних неутрона. Изотоп 238U прима неутроне услед чега се претвара у 239Pu (плутонијум). Вештачком изотопу 233U се такође раздваја језгро; добија се бомбардовањем 232торијума неутронима.
Општа својства | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Име, симбол | уранијум, U | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Изглед | сребрно сив металичан; кородира до иверичастог црног оксидног покривача на ваздуху | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
У периодном систему | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Атомски број (Z) | 92 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Група, периода | група Н/Д, периода 7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Блок | f-блок | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Категорија | актиноид | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рел. ат. маса (Ar) | 2.380.507.884(20) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ел. конфигурација | [Rn] 5f3 6d1 7s2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
по љускама | 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Физичка својства | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Агрегатно стање | чврсто | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тачка топљења | 1405,3 K (1132,2 °C, 2070 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тачка кључања | 4404 K (4131 °C, 7468 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Густина при с.т. | 19,1 g/cm3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
течно ст., на т.т. | 17,3 g/cm3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Топлота фузије | 9,14 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Топлота испаравања | 417,1 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Мол. топл. капацитет | 27,665 J/(mol·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Напон паре
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Атомска својства | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Оксидациона стања | 6, 5, 4, 3,* 2, 1 * (слабо базни оксид) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Електронегативност | 1,38 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Енергије јонизације | 1: 597,6 kJ/mol 2: 1420 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Атомски радијус | 156 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ковалентни радијус | 196±7 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Валсов радијус | 186 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Спектралне линије | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Остало | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Кристална структура | орторомбична | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Брзина звука танак штап | 3155 m/s (на 20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Топл. ширење | 13,9 µm/(m·K) (на 25 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Топл. водљивост | 27,5 W/(m·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Електрична отпорност | 0,280 µΩ·m (на 0 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Магнетни распоред | парамагнетичан | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Јангов модул | 208 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Модул смицања | 111 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Модул стишљивости | 100 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Поасонов коефицијент | 0,23 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викерсова тврдоћа | 1960–2500 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Бринелова тврдоћа | 2350–3850 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS број | 7440-61-1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Историја | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Именовање | по планети Уран, која је добила име по грчком богу сунца Урану | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Откриће | Мартин Хајнрих Клапрот (1789) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Прва изолација | Ежен Пелиго (1841) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Главни изотопи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Уранијум је релативно мек, сребрнасто-светли метал велике густине. Јавља се у три алотропске модификације.
Фаза | Стабилни температурни распон | Кристални систем |
---|---|---|
α-уранијум | до 688 °C | орторомпски (a = 285,4 pm, b = 586,9 pm, c = 495,6 pm) |
β-уранијум | између 688 °C i 776 °C | тетрагонални (a = 1075,9 pm, c = 565,6 pm) |
γ-уранијум | изнад 776 °C | кубни (a = 352,5 pm) |
Уранијум-родијум-германијум (URhGe) је прва откривена легура која у изузетно снажним магнетним пољима исказује проточно инваријантну (реентрантну) суперпроводљивост.
Уранијум у облику прашка је самозапаљив. Већина киселина раствара уранијум у металном облику, док га базе не нападају. Стајањем на ваздуху, на површини металног уранијума настаје слој оксида који га штити од даљње оксидације.
Уранијум гради цео низ једињења у којим се може налазити у стањима од +2 до +6. Боја комплекса уранијума по правилу јако зависи од оксидационог броја, али и од лиганада у окружењу. У воденим растворима, као и у чврстим једињењима најчешће се јављају следеће комбинације боје и оксидацијског стања: U3+ (љубичаст), U4+ (зелен), UVO2+ (роз) и UVIO22+ (жит). У неводеним растворима са органским лигандима најчешће се јављају неке друге комбинације боја. Уранијум у природи претежно се јавља у валенцијама +4 или +6. Четворовалентни минерали уранијума у води са нормалним pH условима окружења су готово нерастворљиви. Једињења уранијума су врло отровна. Отровност зависи између осталог и од њихове растворљивости. Лако растворљиве соли уранила су најотровније, док су тешко растворљиви оксиди мање отровни. Уранијум је тератоген тј. узрокује деформације и/или оштећења плода (фетуса) у утроби.
Код протеобактерија из рода Desulfovibrio откривена је способност да користе уранијум као прималац (акцептор) електрона, при чему се уранијум(VI) редукује на уранијум(IV). Врста Desulfovibrio vulgaris користи цитохром-ц3 као уранијум-редуктазу. Међутим, када је уранијум(VI) доступан за бактерију као једини прималац електрона, није забележен раст бактерије. Једна од бактерија која може да користи уранијум(VI) као једини прималац електрона и при том још расте јесте Geobacter metallireducens из породице Geobacteraceae.
Нерастворљиви уранијум се може мобилизовати путем бактериолошке активности. У аеробним условима околине жељезо-сумпорне бактерије Thiobacillus ferrooxidans и Leptospirillum ferrooxidans могу да оксидују пирит (FeS2) до гвожђе(III)-сулфата (FeSO4) и затим до гвожђе(III)-сулфата (Fe2(SO4)3). Јони гвожђа(III) могу оксидовати нерастворљиви уранијум(IV) до растворљивог уранијума(VI).
Редукција растворљивог уранијума(VI) до нерастворљивог уранијума(IV) деловањем прокариота се разматра као могућа метода биолошке санације подземних вода контаминираних уранијумом и опасним отпадом.
Уранијум је заступљен у облику хемијских једињења у количини од 2,4 ppm у природи која нас окружује, може се наћи у стенама, води, биљкама, животињама, а чак и у људском организму. У већој количини се јавља и у минералима, од којих су најважнији:
Највеће залихе руда уранијума се налазе у: Конгу, северној Канади, САД (Јута, Колорадо)...
Хемијска једињења уранијума су отровна. Уранијум реагује са кисеоником из ваздуха, а кад се претвори у прах онда се пали. Реагује са киселинама сумпора, хлора, флуора.
Основна примена уранијума је коришћење његових изотопа 235U као материјал за производњу атомских бомби као и нуклеарних реактора у нуклеарним електранама као и за покретање подморница.
Остале примене уранијума:
Уранијум је 1789. године открио немачки професор хемије и апотекар Мартин Хајнрих Клапрот, који је у то доба живео у Берлину. Клапрот је уранијум издвојио из минерала уранинита (познатог и под именом пехбленда). Добио је име по планети Урану (а тиме и према божанству из грчке митологије, Урану), којег је осам године раније (1781) открио астроном Вилхелм Хершел. Дана 24. септембра 1789. Клапрот је своје откриће елемента објавио у говору пред Краљевском пруском академијом наука. Његово откриће најприје је названо уранит, а наредне године, 1790. промењено је у уранијум. Руда коју је испитивао Клапрот, потицала је из рудника Георг Вагсфорт код немачког града Јохангеоргенштата у данашњој Саксонији, на самој граници са Чешком. Он је руду третирао киселинама те је јако загрејавао. Као резултат добио је црни прах који је назвао уран. Чињеница јесте да је заиста идентифицирао нови елемент, али оно што је добио није био елементарни уранијум него његов оксид. Тек 50 година касније, 1841. француски научник Ежен Пелиго успео је да добије чисти метални уранијум. У првој половини 19. вика уранијум се добијао заједно са другим минералима у чешком граду Јахимову, као и из неколико налазишта и рудника у енглеском Корнвалу.
Једињења уранијума током целог 19. века кориштени су за бојење стакла и керамике, као и за бојење свакодневних декоративних предмета у зелено-жуту боју, попут ваза, кључева, чаша и друго. Произвођачи стакла из Јоахимстала (Чешка) користили су технике бојења стакла уранијумом већ 1826. године. Употреба уранијума за бојење стакла настављена је све до средине 20. века, након чега је уранијум замењен другим мање опасним обојеним минералима. Керамичке глазуре обојене у палети од наранџасте до јарко црвене кориштене су у многе сврхе почев од посуђа па до архитектонске опреме. У области фотографије, дуги низ година 20. века користио је уранил-нитрат у сврху тонирања у црвено и смеђе дијапозитивских плоча на бази платине и бром-сребра. Ризици по здравље при употреби или сакупљању уранијумског стакла и керамике са уранијумском глазуром, до данас су предмет спора између колекционара и научника. Да је уранијум радиоактиван, први је утврдио Анри Бекерел 1896. године. Уранијум се сматрао елементом са највишим атомским бројем који се може наћи у природи. Тек 1971. су откривени сићушни трагови изотопа плутонијума 244Pu у природи, тако да се данас плутонијум сматра природним елементом са највећом атомском тежином у периодном систему.
This article uses material from the Wikipedia Српски / Srpski article Уранијум, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Садржај је доступан под лиценцом CC BY-SA 4.0 осим ако је другачије наведено. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Српски / Srpski (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.