Élément chimique · fiche de référence

92U

Uranium

L’uranium est l’élément 92 (U), situé en période 7, groupe — et dans le bloc f. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Rn] 5f3 6d1 7s2.

Numéro atomique92

Poids atomique standard238,02891(3)

Groupe—

Période7

Blocf

Configuration électronique[Rn] 5f3 6d1 7s2

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

La chimie des actinides met en jeu les orbitales 5f, 6d et 7s. Les premiers actinides peuvent adopter plusieurs états d’oxydation ; pour les membres plus lourds, l’état +3 devient de plus en plus important.

Tous les actinides sont radioactifs. Stabilité du noyau, isotope et demi-vie sont donc indissociables de leur chimie, surtout pour les éléments présents seulement à l’état de traces ou produits artificiellement.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

Les actinides forment des oxydes, halogénures et complexes, avec plusieurs états d’oxydation accessibles pour les premiers membres. Leur chimie est indissociable de la radiochimie : tous leurs isotopes sont radioactifs et la composition d’un échantillon peut évoluer par désintégration.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 19,1 g/cm³. Le point de fusion est 1 407 K (1 134 °C). Le point d’ébullition est 4 404 K (4 131 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

L’uranium est un métal radioactif naturel présent dans différents minerais. Il est surtout connu comme matière première de l’industrie nucléaire ; ses isotopes n’ont pas les mêmes propriétés nucléaires, et son extraction comme sa gestion nécessitent des contrôles radiologiques et environnementaux stricts.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

énergie nucléaire

L’uranium joue un rôle dans certains cycles du combustible ou dans la recherche sur les systèmes d’énergie nucléaire.

coloration du verre

Des composés de l’uranium colorent le verre en absorbant certaines longueurs d’onde de la lumière visible.

recherche scientifique

L’uranium est produit, isolé ou mesuré surtout pour étudier la structure atomique, les noyaux et les tendances périodiques plutôt que pour un usage commercial massif.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

L’uranium est en période 7. Dans la série du bloc f affichée ici, il se place entre le protactinium et le neptunium. Cette séquence permet de le comparer directement aux éléments voisins du bloc f.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationactinide

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 18 · 32 · 21 · 9 · 2

Masse volumique19,1 g/cm³

Point de fusion1 407 K (1 134 °C)

Point d’ébullition4 404 K (4 131 °C)

Électronégativité de Pauling1,38

Première énergie d’ionisation597,6 kJ/mol

Affinité électronique50,94 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte de l’uranium est associée à Martin Heinrich Klaproth. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 238.02891(3). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

L’uranium ne possède aucun isotope stable. Ses isotopes sont radioactifs ; leur demi-vie et leur mode de désintégration deviennent donc importants dès que l’on mesure, manipule ou utilise l’élément.

Précautions

Manipulation et exposition

L’uranium est radioactif. Sa manipulation exige des mesures de radioprotection adaptées à l’isotope, à l’activité, au type de rayonnement et à la forme chimique.