Element químic · fitxa de referència

92U

Urani

L’urani és l’element 92 (U), situat al període 7, grup — i bloc f. A temperatura ambient, el seu estat de referència és sòlid. La seva configuració electrònica és [Rn] 5f3 6d1 7s2.

Nombre atòmic92

Pes atòmic estàndard238.02891(3)

Grup—

Període7

Blocf

Configuració electrònica[Rn] 5f3 6d1 7s2

Estructura electrònica

Què determina la seva química

La química dels actínids implica els orbitals 5f, 6d i 7s. Els primers membres poden presentar diversos estats d’oxidació; en els més pesants, l’estat +3 adquireix més importància.

Tots els actínids són radioactius. L’estabilitat nuclear i la semivida dels isòtops formen una part inseparable del seu estudi químic, sobretot quan només se’n disposa de quantitats minúscules.

Formes químiques

Compostos, ions i materials

L’urani forma òxids, halurs i compostos de coordinació. En els actínids primerencs poden coexistir diversos estats d’oxidació; a més, la radioactivitat de tots els seus isòtops condiciona l’estudi dels compostos.

Comportament físic

Estat i canvis de fase

A temperatura ambient, l’estat de referència és sòlid. La densitat indicada és 19.1 g/cm³. El punt de fusió és 1 407 K (1 134 °C). El punt d’ebullició és 4 404 K (4 131 °C). La pressió, la puresa i l’estructura cristal·lina poden modificar els valors mesurats.

Presència i aplicacions

On es troba l’urani i per a què s’utilitza

L’urani es troba en minerals que contenen diferents isòtops naturals. S’utilitza principalment en el cicle del combustible nuclear i en recerca; alguns compostos d’urani també s’han emprat històricament per a acolorir vidre.

A la pràctica

Exemples d’usos reals

Energia nuclear

L’urani és rellevant en cicles de combustible nuclear o en recerca sobre sistemes d’energia nuclear.

Coloració del vidre

Alguns compostos d’urani poden acolorir el vidre en absorbir determinades longituds d’ona de la llum visible.

Recerca científica

L’urani es produeix, aïlla o mesura principalment per estudiar tendències atòmiques, nuclears i periòdiques, més que per a un ús comercial a gran escala.

Posició periòdica

Què indiquen els elements veïns

L’urani és al període 7, grup — i bloc f. A l’entorn mostrat apareixen elements veïns reals com tori, protoactini, neptuni i plutoni. Comparar-los ajuda a observar tendències de mida atòmica, energia d’ionització, estats d’oxidació i tipus d’enllaç.

Dades de referència

Propietats físiques i atòmiques

Classificacióactínid

Estat a temperatura ambientsòlid

Capes electròniques2 · 8 · 18 · 32 · 21 · 9 · 2

Densitat19.1 g/cm³

Punt de fusió1 407 K (1 134 °C)

Punt d’ebullició4 404 K (4 131 °C)

Electronegativitat de Pauling1.38

Primera energia d’ionització597.6 kJ/mol

Afinitat electrònica50.94 kJ/mol

Els valors descriuen l’element o l’àtom neutre quan correspon. Les propietats físiques poden dependre de l’al·lòtrop, la pressió i les condicions de mesura.

Història

Descobriment i identificació

El descobriment de l’urani s’associa a Martin Heinrich Klaproth. El reconeixement de l’element, l’aïllament d’una mostra i la identificació moderna mitjançant el nombre atòmic no sempre van tenir lloc al mateix temps.

Isòtops i pes atòmic

Com afecta els valors la composició isotòpica

El pes atòmic estàndard és 238.02891(3). Aquest valor representa la composició isotòpica del material terrestre natural i no la massa d’un únic àtom concret.

L’urani no té isòtops estables. Els seus isòtops són radioactius, de manera que la semivida i el mode de desintegració són dades essencials per estudiar-lo.

Seguretat

Manipulació i exposició

L’urani és radioactiu. El seu estudi requereix controls radiològics adequats a l’isòtop, l’activitat, el tipus de radiació i la forma química.