Уран, Uranium, U - радиоакт. хим. элемент III группы периодич. системы элементов, ат. н. 92,
ат. масса 238,0289; относится к актиноидам. В природе, представлен тремя
а-радиоакт. изотопами: 234U (0,0055%, ТЧ2 = 2,454
• 105 лет); 235U (0,7200%, Tl/2 = 7,0378
• 108 лет); 23% (99,2745%, Г1/2 = 4,468-109
лет). Содержание 235U в разл. урановых рудах колеблется более чем
на 0,1% (ср. содержание 235TJ среди изотопов U считали ранее, а иногда
считают и ныне равным 0,711%). Ядра 234U и 235U делятся
при захвате как тепловых, так и быстрых нейтронов, а ядра 238U способны
к делению только при захвате нейтронов с энергией более 1 МэВ. При захвате нейтронов
с меньшей энергией ядра 238U превращаются сначала в ядра 239U,
к-рые далее испытывают (3-распад и последовательно превращаются в 239Np
и 239Ри (этот процесс осуществляется в
т. н. бридерных ядерных реакторах). Эфф. сечения захвата тепловых нейтронов
ядер 234U, 235U и 238U равны 98 х10-28;
683х10-28 и 2,7 -10-28) м2 соответственно.
Электронная конфигурация внешних оболочек
. Энергии последоват. ионизации равны (эВ): 6,19; 11,6; 19,8; 36,7. Кристаллохим.
радиус атома U 153 пм, радиус ионов U3+ и U4+ составляет
104 и 89 пм. Значение электроотрицательности 1,1 -1,2. Работа выхода электрона
3,3 эВ.
В свободном виде У.- серебристо-серый
металл. Существует в трёх модификациях: ниже 667,7 °С устойчива ромбич.
модификация
параметры решётки к-рой а = 285, b = 587, с = 496 пм; в
интервале от 667,7 °С до 774 °С - тетрагональная модификация
при температурах от 774 °С до tпл=1134°С (по др. данным,
1132,3 °С) - модификация с кубической объёмноцентрир. решёткой
Плотн. -U
19,05 кг/дм3 (при 298 К), эксперим. плотность У. при комнатной температуре
18,7-19,0 кг/дм3. Температурный коэф. линейного расширения поликристаллического
-U при
13-423 К 10,7-10-6, при 423-923 К 19,2-10-6, при 933-1043
К 10,9-10-6, при 1053-1383 К 19,4-10 -6. tкип
ок. 4200 °С, теплота плавления 9,3 кДж/моль, теплота испарения 494 кДж/моль,
теплоёмкость ср = 27,6 Дж/(моль-К). Характеристич. темп-pa
Дебая д
= 200 К, темп-pa перехода в сверхпроводящее состояние 0,68 К. Уран слабо парамагнитен,
магн. восприимчивость
при 293 К 1,72-10-9. При 293 К уд. электрич. сопротивление 0,264-
0,295 мкОм • м, температурный коэф. электрич. сопротивления 3,40 • 10-3
К-1 (при 293 К). Тв. по Виккерсу
при комнатной температуре 1960-2160 МПа, при 600 °С снижается до 100-140 МПа.
Для поликристаллич. У. модуль нормальной упругости 199 ГПа, модуль сдвига 82,2
ГПа.
В хим. соденинениях У.
проявляет степени окисления от + 3 до +6 (наиб, устойчива). С кислородом У.
образует ряд соединений: UO2, U3O7, U3O8
и др. В растворах устойчив уранил-ион UО22+, содержащий
уран в степени окисления +6. Из соединений важное значение имеет легколетучий
фторид UF6, темп-pa сублимации к-рого 56,4 °С. Это соединение
используют при разделении изотопов 235U и 238U.
У. применяют в ядерных реакторах и ядерном оружии. Критич. масса 235U составляет от 1-2 кг (в растворе) до 50-60 кг. Находит использование и обеднённый 235U уран-238 как защитный материал при поглощении рентг. и у-излучения и для др. целей.
С. С. Бердоносов