Jaksollinen järjestelmä›Alkuaineet›Uraani

Alkuaine · viitesivu

92U

Uraani

Uraani on järjestysluvun 92 alkuaine (U). Se sijaitsee jaksossa 7, ryhmässä — ja f-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Elektronikonfiguraatio on [Rn] 5f3 6d1 7s2.

Järjestysluku92

Standardiatomipaino238.02891(3)

Ryhmä—

Jakso7

Lohkof

Elektronikonfiguraatio[Rn] 5f3 6d1 7s2

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Aktinoidien kemiassa 5f-, 6d- ja 7s-orbitaalit ovat lähellä toisiaan energiassa. Varhaiset aktinoidit voivat esiintyä useissa hapetusluvuissa, kun taas raskaammissa jäsenissä +3 korostuu.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on [Rn] 5f3 6d1 7s2. Kaikki aktinoidit ovat radioaktiivisia, joten isotooppien stabiilisuus ja puoliintumisajat liittyvät olennaisesti niiden tutkimukseen.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Uraani esiintyy useissa hapetusluvuissa ja muodostaa esimerkiksi oksideja, fluorideja ja uranyyliyhdisteitä. Kaikki uraanin isotoopit ovat radioaktiivisia, joten kemia liittyy läheisesti radiokemiaan.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Ilmoitettu tiheys on 19.1 g/cm³. Sulamispiste on 1 407 K (1 134 °C). Kiehumispiste on 4 404 K (4 131 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä uraani liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: ydinenergia, lasin värjäys ja tieteellinen tutkimus.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Ydinenergia

Uraani-alkuainetta tai sen isotooppeja hyödynnetään ydintekniikassa niiden ydinominaisuuksien vuoksi. Sovellus riippuu käytetystä isotoopista ja materiaalimuodosta.

Lasin värjäys

Uraani-yhdisteitä voidaan käyttää värin tai optisen vasteen tuottamiseen. Tarkka vaikutus riippuu yhdisteestä, hapetusasteesta ja materiaalin rakenteesta.

Tieteellinen tutkimus

Uraani-alkuainetta tutkitaan atomirakenteen, ydinominaisuuksien ja jaksollisten trendien testaamiseksi. Käyttö on tutkimuspainotteista eikä perustu suuriin materiaalimääriin.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Uraani sijaitsee jaksossa 7 ja ryhmässä 3. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Torium, Protaktinium, Neptunium, Plutonium.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokitusaktinoidi

Olomuoto huoneenlämmössäkiinteä

Elektronikuoret2 · 8 · 18 · 32 · 21 · 9 · 2

Tiheys19.1 g/cm³

Sulamispiste1 407 K (1 134 °C)

Kiehumispiste4 404 K (4 131 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus1.38

Ensimmäinen ionisaatioenergia597.6 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti50.94 kJ/mol

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Tämän alkuaineen löytäminen yhdistetään henkilöön tai ryhmään Martin Heinrich Klaproth. Uuden alkuaineen tunnistaminen, puhtaan näytteen eristäminen ja myöhempi järjestyslukuun 92 perustuva luokittelu eivät aina tapahtuneet samanaikaisesti.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino on 238.02891(3). Se kuvaa luonnollisen maanpäällisen aineen isotooppikoostumuksen painotettua keskiarvoa, ei yhden tietyn atomin massaa.

Tällä alkuaineella ei ole pysyvää isotooppia. Isotoopit ovat radioaktiivisia, joten puoliintumisaika ja hajoamistapa ovat tärkeitä mittauksessa, käsittelyssä ja sovelluksissa.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Uraani on radioaktiivinen tai esiintyy radioaktiivisina isotooppeina. Käsittely vaatii säteilysuojauksen, joka sovitetaan isotooppiin, aktiivisuuteen, säteilylajiin ja kemialliseen muotoon.