Elemento chimico · scheda di riferimento

92U

Uranio

L’uranio è l’elemento 92 (U), nel periodo 7, gruppo — e blocco f. A temperatura ambiente il suo stato di riferimento è solido. La configurazione elettronica è [Rn] 5f3 6d1 7s2.

Numero atomico92

Peso atomico standard238.02891(3)

Gruppo—

Periodo7

Bloccof

Configurazione elettronica[Rn] 5f3 6d1 7s2

Struttura elettronica

Che cosa controlla la sua chimica

La chimica degli attinidi coinvolge orbitali 5f, 6d e 7s. I primi membri possono mostrare diversi stati di ossidazione, mentre nei più pesanti lo stato +3 diventa spesso più importante.

Tutti gli attinidi sono radioattivi. La configurazione [Rn] 5f3 6d1 7s2 deve quindi essere considerata insieme alla stabilità nucleare e alla vita media degli isotopi disponibili.

Forme chimiche

Composti, ioni e materiali

L’uranio forma ossidi, alogenuri e ioni complessi in diversi stati di ossidazione. La chimica disponibile dipende fortemente dall’isotopo e dalla quantità di materiale che può essere manipolata.

Comportamento fisico

Stato e cambiamenti di fase

A temperatura ambiente lo stato di riferimento dell’uranio è solido. Tra i dati riportati: densità 19.1 g/cm³, punto di fusione 1 407 K (1 134 °C), punto di ebollizione 4 404 K (4 131 °C). I valori misurati possono dipendere da purezza, pressione, struttura cristallina o forma allotropica.

Presenza e applicazioni

Dove si trova e come viene usato l’uranio

L’uranio si trova in minerali che contengono diversi isotopi naturali. L’impiego principale riguarda il ciclo del combustibile nucleare e la ricerca; alcuni composti dell’uranio sono stati usati storicamente anche per colorare vetri e ceramiche.

Nella pratica

Esempi di usi concreti

Energia nucleare

Isotopi di uranio sono utilizzati o studiati nei processi di fissione e nel ciclo del combustibile nucleare.

Colorazione del vetro

Nell’ambito «Colorazione del vetro», l’uranio viene utilizzato in una forma chimica o materiale adatta. La proprietà sfruttata dipende dal composto, dalla struttura del materiale e dall’obiettivo tecnico.

Ricerca scientifica

L’uranio viene studiato in ricerca per chiarire proprietà atomiche, nucleari, chimiche o dei materiali che non sono accessibili con elementi più comuni.

Posizione periodica

Che cosa mostrano gli elementi vicini

L’uranio si trova nel periodo 7, gruppo — e blocco f. Nel riquadro compaiono gli elementi vicini mostrati nel riquadro. Il confronto aiuta a seguire variazioni di raggio atomico, energia di ionizzazione e comportamento chimico lungo periodi e gruppi.

Dati di riferimento

Proprietà fisiche e atomiche

Classificazioneattinide

Stato a temperatura ambienteSolido

Gusci elettronici2 · 8 · 18 · 32 · 21 · 9 · 2

Densità19.1 g/cm³

Punto di fusione1 407 K (1 134 °C)

Punto di ebollizione4 404 K (4 131 °C)

Elettronegatività di Pauling1.38

Prima energia di ionizzazione597.6 kJ/mol

Affinità elettronica50.94 kJ/mol

I valori descrivono l’elemento o l’atomo neutro quando applicabile. Le proprietà fisiche possono dipendere dall’allotropo, dalla pressione e dalle condizioni di misura.

Storia

Scoperta e identificazione

La scoperta dell’uranio è associata a Martin Heinrich Klaproth. Riconoscimento dell’elemento, isolamento di una sostanza pura e assegnazione del moderno numero atomico non coincisero necessariamente nello stesso momento storico.

Isotopi e peso atomico

Come la composizione isotopica modifica i numeri

Il peso atomico standard è 238.02891(3). È una media ponderata della composizione isotopica naturale e non la massa di un singolo atomo.

L’uranio non possiede isotopi stabili. Vita media e modalità di decadimento diventano quindi dati essenziali per confrontarne gli isotopi e valutarne la manipolazione.

Sicurezza

Manipolazione ed esposizione

I rischi associati all’uranio dipendono dalla forma chimica, dalla dose e dalla via di esposizione. L’elemento, i suoi ioni e i suoi composti possono avere effetti biologici e ambientali molto diversi; occorre consultare i dati di sicurezza della sostanza effettivamente manipolata.