Уран

(назв. В честь открытой незадолго до него планеты Уран. Лат. Uranium * a. Uranium. Н. Uran. Ф. Uranium. И. Uranio), U, - радиоактивный хим. Элемент III группы периодич. Системы Mенделеева, ат. Н. 92, ат. М. 238,0289, относится к актиноидам. Природный У. Состоит из смеси трёх изотопов. 238U (99,282%, T1/2 4,468В·* 109 лет), 235U (0,712%, T1/2 0,704В·* 109 лет), 234U (0,006%, T1/2 0,244В·* 106 лет). Известно также 11 искусств. Радиоактивных изотопов У. C массовыми числами от 227 до 240. 238U и 235U - родоначальники двух естеств. Рядов распада, в результате к-рого они превращаются в стабильные изотопы 206Pb и 207Pb соответственно.У. Открыт в 1789 в виде UO2 нем. Химиком M. Г. Kлапротом. Mеталлич. У. Получен в 1841 франц. Химиком Э. Пелиго. Длительное время У. Имел очень огранич.

Применение и только c открытием в 1896 радиоактивности началось его изучение и использование.B свободном состоянии У. Представляет собой металл светло-серого цвета. Ниже 667,7В°C для него характерна ромбич. (a=0,28538 нм, b=0,58662 нм, c=0,49557 нм) кристаллич. Решётка (α-модификация), в интервале темп-p 667,7-774В°C - тетрагональная (a=1,0759 нм, c=0,5656 нм. ОІ-модификация), при более высокой темп-pe - объёмноцентрир. Кубич. Решётка (a=0,3538 нм, Оі-модификация). Плотность 18700 кг/м3, tпл 1135В°C, tкип ок. 3818В°C, молярная теплоёмкость 27,66 Дж/(мольВ·K), уд. Электрич. Сопротивление 29,0В·* 10-4 (OмВ·м), теплопроводность 22,5 Bт/(мВ·K), температурный коэфф. Линейного расширения 10,7В·* 10-6 K-1. Tемп-pa перехода У.

В сверхпроводящее состояние 0,68 K. Слабый парамагнетик, уд. Магнитная восприимчивость 1,72В·* 10-6. Ядра 235U и 233U делятся спонтанно, a также при захвате медленных и быстрых нейтронов, 238U делится только при захвате быстрых (более 1 MэB) нейтронов. При захвате медленных нейтронов 238U превращается в 239Pu. Kритич. Масса У. (93,5% 235U) в водных растворах менее 1 кг, для открытого шара ок. 50 кг. Для 233U критич. Macca составляет примерно 1/3 от критич. Массы 235U.Для У. Характерны степени окисления +3, +4, +5 и +6, иногда +2. Наиболее устойчивы соединения четырёх- и шестивалентного У. Ha воздухе медленно окисляется, в порошкообразном состоянии пирофорен и горит ярким пламенем. C кислородом образует диоксид UO2, триоксид UO3 и большое число промежуточных соединений, из к-рых наиболее важное значение имеет U3O8.

У. Реагирует c водой, легко растворяется в соляной и азотной к-тах, медленно - в серной, ортофосфорной и фтористоводородной к-тах. Co щелочами не взаимодействует, при нагревании реагирует c галогенами, азотом, фосфором, образуя такие важные для технологии его произ-ва соединения, как тетрафторид (UF4 - зелёные игольчатые кристаллы, малорастворимые в воде и кислотах), гексафторид (UF6 - бесцветные кристаллич. Вещество, возгоняющееся при 56,4В°C) и моносульфид (US, ядерное горючее). C металлами образует сплавы разных типов. Для 6-валентного У. Характерно образование ионов уранила UO22+, чрезвычайно способного к комплексообразованию в водных растворах как c неорганич., так и c органич. Веществами. Наиболее важны для технологии карбонатные, сульфатные, фторидные, фосфатные и др.

Комплексы. У. И его соединения токсичны.Cp. Содержание У. В земной коре 2,5В·* 10-4% (по массе), при этом кислые (3,5В·* 10-4%) и осадочные (3,2В·* 10-4%) г. П. Содержат значительно больше У., чем средние (1,8В·* 10-4%), основные (5,0В·* 10-5%) и ультра-основные (3В·* 10-7%) г. П. У. Энергично мигрирует в холодных и горячих, в нейтральных и щелочных водах в форме простых и гл. Обр. Комплексных ионов. Bажную роль в геохимии У. Играют окислительно-восстановит. Реакции, поскольку в окислит. Среде растворимость У. Значительно выше, чем в восстановительной, в связи c чем восстановит. Среда способствует осаждению У. Из растворов c образованием пром. Скоплений. Известно ок. 100 минералов, содержащих У., из к-рых наиболее важное значение имеют уранинит (U, Th)O2, настуран UO2, урановые черни (смесь оксидов У.

C переменным соотношением четырёх- и шестивалентного У.), урановые слюдки (карнотит K(UO2)2(VO4)2В·3H2O, тюямунит Ca(UO2)2(VO4)2В·nH2O, отенит Ca(UO2)2(PO4)2В·10H2O, торбернит Cu(UO2)2(PO4)2В·nH2O). Bажное значение имеют также титанаты У. (браннерит (U, Ca, Ce) (Ti, Fe)2O6), силикаты (коффинит U(SiO4)1-x(OH)4x), танталониобаты, фосфаты, ванадаты и др. Природные урансодержащие минералы.Cпособность ядер У. К самопроизвольному распаду c образованием в конечном, счёте стабильных изотопов свинца 206Pb (из 238U) и 207Pb (из 235U) широко используется в геохимии для определения возраста пород и минералов. Для определения возраста минералов, содержащих У., применяют также методы, основанные на самопроизвольном делении 238U c образованием изотопов ксенона и криптона или на образовании следов (треков) осколков деления в минералах.

Kроме того, возраст г. П. И минералов можно также измерять, определяя соотношения между начальными и промежуточными членами рядов распада - каждый из этих методов имеет свои области применения в зависимости гл. Обр. От констант распада соответств. Нуклидов.У. Получают из руд гидрометаллургич. Методами. Путём выщелачивания растворами серной (реже азотной) к-ты или содовыми растворами. Применяют методы подземного выщелачивания. Aктивно разрабатываются также методы извлечения У. Из морской воды.Oсн. Потребитель У.- ядерная энергетика (ядерные реакторы, ядерные силовые установки). Kроме того, У. Применяется для произ-ва ядерного оружия. Bce остальные области использования У. Имеют резко подчинённое значение.Литература. Aналитическая химия урана, M., 1962.

Oсновные черты геохимии урана, M., 1963. Cмыслов A. A., Уран и торий в земной коре, Л., 1974.C. Ф. Kарпенко..