Uran (U), radioaktivni kemijski element aktinoidne serije periodičke tablice, atomski broj 92. Važno je nuklearno gorivo.
aktinoidni element
članovi grupe, uključujući i uranijum (najpoznatiji), javljaju se prirodno, većina ih stvara čovjek. Korišteni su i uran i plutonij
Uran čini oko dva dijela na milijun Zemljine kore. Neki važni minerali urana su pitchblende (nečist U 3 O 8), uraninit (UO 2), karnotit (kalijev uranijum vanadat), autunit (kalcijev uranijum fosfat) i torbernit (bakar-uranijum fosfat). Ove i ostale urana obnovljive rude, kao izvori nuklearnih goriva, sadrže mnogo puta više energije od svih poznatih obnovljivih ležišta fosilnih goriva. Jedna funta urana daje toliko energije kao i 1,4 milijuna kilograma (3 milijuna funti) ugljena.
Za dodatne informacije o ležištima uranove rude, kao i o pokrivenosti tehnikama rudarstva, rafiniranja i oporabe, pogledajte obradu urana. Za komparativne statističke podatke o proizvodnji urana pogledajte tablicu.
uranijum
| zemlja | minska proizvodnja 2013 (metričke tone) | % svjetske proizvodnje mina |
|---|---|---|
| *Procjena. | ||
| Izvor: Svjetska nuklearna asocijacija, Svjetska proizvodnja urana (2014). | ||
| Kazahstan | 22.574 | 37.9 |
| Kanada | 9332 | 15.6 |
| Australija | 6350 | 10.6 |
| Niger* | 4528 | 7.6 |
| Namibija | 4315 | 7.2 |
| Rusija | 3135 | 5.3 |
| Uzbekistan * | 2400 | 4.0 |
| Ujedinjene države | 1835 | 3.1 |
| Kina* | 1450 | 2.4 |
| Malavi | 1132 | 1.9 |
| Ukrajina | 1075 | 1.9 |
| Južna Afrika | 540 | 0,9 |
| Indija* | 400 | 0,7 |
| Češka Republika | 225 | 0.4 |
| Brazil | 198 | 0,3 |
| Rumunjska* | 80 | 0.1 |
| Pakistan* | 41 | 0.1 |
| Njemačka | 27 | 0.0 |
| svjetski ukupno | 59.637 | 100 |
Uran je gusti, tvrdi metalni element srebrno bijele boje. Duktilna je, propusna i sposobna je podnijeti visoki lak. U zraku metal se potamni, a kad se fino podijeli, pukne u plamenu. To je relativno loš provodnik električne energije. Iako ga je otkrio (1789.) njemački kemičar Martin Heinrich Klaproth, koji ga je nazvao po tada nedavno otkrivenom planetu Uran, metal je prvi izolirao (1841.) francuski kemičar Eugène-Melchior Péligot redukcijom tetraklorida urana (UCl 4) s kalij.
Formulacija periodičkog sustava ruskog kemičara Dmitrija Mendeleyeva 1869. usredotočila je pažnju na uran kao najteži kemijski element, položaj koji je držao do otkrića prvog transuranijskog elementa neptuniuma 1940. 1896. godine uran je otkrio francuski fizičar Henri Becquerel fenomen radioaktivnosti, pojam koji su 1898. prvi koristili francuski fizičari Marie i Pierre Curie. Ovo se svojstvo kasnije našlo u mnogim drugim elementima. Sada je poznato da se uran, radioaktivan u svim svojim izotopima, prirodno sastoji od mješavine urana-238 (99,27 posto, polu-životnog vijeka 4,510,000,000), urana-235 (0,72 posto, 713 000 000 godina polu-života) i uran-234 (0,006 posto, poluživot 247 000 godina). Ovi dugi poluživoti omogućuju određivanje starosti Zemlje mjerenjem količina olova, krajnjeg produkta raspadanja urana u određenim stijenama koje sadrže uran. Uran-238 je roditelj, a uran-234 jedna od kćeri u nizu raspada radioaktivnog urana; uran-235 roditelj je serije raspada aktinova. Vidi također aktinoidni element.
Element uranij postao je predmet intenzivnog proučavanja i širokog interesa nakon što su njemački kemičari Otto Hahn i Fritz Strassmann krajem 1938. otkrili fenomen nuklearne fisije uraniju bombardiranom sporim neutronima. Američki fizičar rođen u Italiji Enrico Fermi sugerirao je (početkom 1939.) da bi neutroni mogli biti među produktima fisije i da bi tako mogli nastaviti fisiju kao lančanu reakciju. Američki fizičar Leo Szilard, američki fizičar Herbert L. Anderson, francuski kemičar Frédéric Joliot-Curie, a njihovi suradnici potvrdili su (1939.) ovo predviđanje; kasnije istraživanje je pokazalo da u prosjeku 2 1 / 2 neutrona po atom oslobađaju tijekom fisije. Ta otkrića dovela su do prve samoodržavajuće reakcije nuklearnog lanca (2. prosinca 1942.), prvog testa atomske bombe (16. srpnja 1945.), prve atomske bombe bačene u ratovanje (6. kolovoza 1945.), prve atomske snage podmornica (1955.), i prvi cjeloviti nuklearni električni generator (1957).
Fisija se događa s sporim neutronima u relativno rijetkom izotopskom uraniju-235 (jedinom fisibilnom materijalu koji se prirodno pojavljuje), koji se mora odvajati od obilnog izotopa urana-238 za različite njegove svrhe. Uran-238, međutim, nakon apsorpcije neutrona i podvrgavanja negativnom beta raspadu, pretvara se u sintetički element plutonij, koji se dijeli s sporim neutronima. Prirodni uran se, dakle, može upotrijebiti u reaktorima za pretvaranje i uzgajivač, u kojima fisija održava rijetki uranij-235, a plutonij se proizvodi istodobno transmutacijom urana-238. Rascjepljivi uranij-233 može se sintetizirati za upotrebu kao nuklearno gorivo iz nefisilnog torija izotopa torija-232, koji ima veliku prirodu. Uran je važan i kao primarni materijal iz kojeg su pripravljeni sintetički transuranijevi elementi reakcijama transmutacije.
Uran, koji je snažno elektropozitivan, reagira s vodom; otapa se u kiselinama, ali ne u alkalijama. Važna stanja oksidacije su +4 (kao u oksidu UO 2, tetrahalidi kao što je UCl 4 i zeleni vodeni ion U 4 +) i +6 (kao u oksidu UO 3, heksafluoridu UF 6 i žutom uranilu iona UO 2 2+). U vodenoj otopini uran je najstabilniji kao uranil ion, koji ima linearnu strukturu [O = U = O] 2+. Uran također pokazuje stanje +3 i +5, ali odgovarajući ioni su nestabilni. Crveni ion U 3+ oksidira polako čak i u vodi koja ne sadrži otopljeni kisik. Boja UO 2 + iona je nepoznata, jer je podvrgnut disproprcioniranje (UO 2 + istovremeno se reducira U 4 + i oksidira UO 2 2+) i u vrlo razrijeđenim otopinama.
Uranski spojevi korišteni su kao sredstva za bojenje keramike. Uran-heksafluorid (UF 6) je krutina s neobično visokim tlakom pare (115 torr = 0,15 atm = 15,300 Pa) pri 25 ° C (77 ° F). UF 6 je kemijski vrlo reaktivan, ali, unatoč korozivnoj prirodi u stanju pare, UF 6 se široko primjenjivao u metodama difuzije plina i plinske centrifuge za odvajanje urana-235 od urana-238.
Orgometarski spojevi su zanimljiva i važna skupina spojeva u kojima postoje metal-ugljikove veze koje povezuju metal s organskim skupinama. Uranocene je organouranium Spoj U (C 8 H 8) 2, u kojoj je atom uran je u sendviču između dva sloja prstena organski povezanih s ciklooktatetraen C 8 H 8. Njeno otkriće 1968. otvorilo je novo područje organometalne kemije.
Svojstva elementa
| atomski broj | 92 |
|---|---|
| atomska težina | 238,03 |
| talište | 1,132,3 ° C (2070,1 ° F) |
| vrelište | 3.818 ° C (6.904 ° F) |
| specifična gravitacija | 19.05 |
| oksidacijska stanja | +3, +4, +5, +6 |
| elektronska konfiguracija plinovitog atomskog stanja | [Rn] 5f 3 6d 1 7s 2 |
![Film Cool Hand Luke Rosenberga [1967]](https://images.thetopknowledge.com/img/entertainment-pop-culture/2/cool-hand-luke-film-rosenberg-1967.jpg "Film Cool Hand Luke Rosenberga [1967]")
