92 U 238.029

Уран

Актиноид Uranium твёрдое Радиоактивность

[Rn] 5f³ 6d¹ 7s² · 2 · 8 · 18 · 32 · 21 · 9 · 2

← Pa Протактиний Np Нептуний →

Самый тяжёлый элемент, встречающийся на Земле в промышленных количествах, и единственный природный нуклид, способный поддерживать цепную реакцию деления. Уран-235 составляет всего 0,72 % природного урана, и вся ядерная энергетика построена на его отделении.

3D-модель

Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.

Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб

Атомные свойства

Атомный номер: 92
Атомная масса: 238.029 а.е.м.
Электронная конфигурация: [Rn] 5f³ 6d¹ 7s²
Электроны по оболочкам: 2 · 8 · 18 · 32 · 21 · 9 · 2
Блок: f-блок
Группа: нет данных
Период: 7
Электроотрицательность (Полинг): 1.38
Электроотрицательность (Аллен): 1.22
Атомный радиус: 240 pm
Ковалентный радиус: 196 pm
Ван-дер-ваальсов радиус: 186 pm
1-я энергия ионизации: 597.6 kJ/mol
2-я энергия ионизации: 1 420 kJ/mol
Сродство к электрону: 50.9 kJ/mol
Характерные степени окисления: +6
Степени окисления: +1, +2, +3, +4, +5, +6

Физические свойства

Состояние при 25 °C: твёрдое
Плотность: 19.1 g/cm³
Температура плавления: 1 405.3 K · 1 132.2 °C
Температура кипения: 4 404 K · 4 130.9 °C
Скорость звука: 3 155 m/s

Тепловые свойства

Теплота плавления: 9.14 kJ/mol
Теплота испарения: 417.1 kJ/mol
Удельная теплоёмкость: 0.116 J/(g·K)
Теплопроводность: 27.5 W/(m·K)

Механические свойства

Модуль Юнга: 208 GPa
Модуль сдвига: 111 GPa
Модуль объёмного сжатия: 100 GPa
Коэффициент Пуассона: 0.23
Твёрдость по Моосу: 6
Твёрдость по Бринеллю: 2 400 MPa

Электрические и магнитные свойства

Удельное сопротивление: 280 nΩ·m
Магнитный тип: парамагнетик
Точка Кюри: нет данных
Точка Нееля: нет данных
Температура сверхпроводимости: 0.2 K

Кристаллическая структура

Кристаллическая решётка: ромбическая
Параметры решётки: a = 285.4 pm · b = 587 pm · c = 495.6 pm

Распространённость

В земной коре: 2.7 mg/kg
В океане: 0.0032 mg/L
Во Вселенной: 0.0002 mg/kg
В теле человека: нет данных

Изотопы

Изотоп	Распространённость	Период полураспада	Тип распада
²³⁴U	0.0054 %	245 524.35 лет	α
²³⁵U	0.7204 %	703.81 млн лет	α
²³⁸U	99.274 %	4.47 млрд лет	α

Уран-238 составляет 99,27 % и не делится тепловыми нейтронами, но захватывает их и превращается в плутоний-239. Уран-235 (0,72 %) — единственный природный делящийся нуклид.

Открытие

Год открытия: 1789
Кто открыл: Мартин Генрих Клапрот
Где: Германия
Происхождение названия: в честь планеты Уран, открытой за восемь лет до того

История

Клапрот выделил оксид урана в 1789 году из настурана и назвал в честь недавно открытой планеты Уран. Радиоактивность урана обнаружил Беккерель в 1896 году, случайно оставив урановую соль на фотопластинке в ящике стола.

Где встречается

2,7 мг/кг коры — распространённее серебра и ртути. В морской воде растворено около 4,5 млрд тонн урана.

Как получают

Добыча шахтным способом и подземным выщелачиванием, затем переработка в «жёлтый кек» и обогащение центрифугированием гексафторида.

Роль в живой природе

Биологической роли нет. Уран химически токсичен для почек так же, как свинец, независимо от радиоактивности.

Безопасность

Двойная опасность: химическая токсичность для почек и радиологический риск при вдыхании аэрозолей. Обеднённый уран, применяемый в боеприпасах, остаётся предметом споров о долговременных последствиях для здоровья.

Применение

Топливо ядерных реакторов — около 10 % мировой электроэнергии
Ядерное оружие
Обеднённый уран в бронебойных сердечниках и балансировочных грузах самолётов
Уран-свинцовое датирование самых древних пород
Урановое стекло, светящееся зелёным в ультрафиолете (историческое)

Любопытные факты

Природный ядерный реактор работал в Окло в Габоне два миллиарда лет назад: тогда доля урана-235 была достаточной для самоподдерживающейся реакции.
Возраст Земли — 4,54 млрд лет — впервые точно измерили по соотношению изотопов урана и свинца.
Урановое стекло XIX века до сих пор безопасно держать в руках, но ярко флуоресцирует в ультрафиолете.
Беккерель открыл радиоактивность по случайности: облачная погода заставила его убрать урановую соль и пластинку в ящик.