Chemisch element · referentiefiche

92U

Uranium

Uranium (U) is element 92 en een radioactief actinide uit periode 7. De 5f-elektronen geven meerdere oxidatietoestanden, terwijl isotopensamenstelling en kernsplijting een centrale rol spelen in nucleaire toepassingen.

Atoomnummer92

Standaard atoomgewicht238.02891(3)

Groep—

Periode7

Blokf

Elektronenconfiguratie[Rn] 5f3 6d1 7s2

Elektronenstructuur

Wat bepaalt de chemie?

Bij actiniden spelen de 5f-, 6d- en 7s-orbitalen een rol. De vroege actiniden kunnen verschillende oxidatietoestanden bereiken; bij de zwaardere leden wordt +3 steeds belangrijker.

Alle actiniden zijn radioactief. Voor uranium zijn de configuratie [Rn] 5f3 6d1 7s2, isotopensamenstelling en halveringstijd daarom onlosmakelijk verbonden met de chemie en het praktische gebruik.

Chemische vormen

Verbindingen, ionen en materialen

Uranium vormt oxiden, halogeniden en coördinatieverbindingen in meerdere oxidatietoestanden. De uranyl-eenheid UO₂²⁺ is bijvoorbeeld belangrijk in waterige chemie; radiochemie en isotopensamenstelling zijn steeds relevant omdat alle uraniumisotopen radioactief zijn.

Fysisch gedrag

Toestand en faseovergangen

Bij kamertemperatuur is de referentietoestand vast. De vermelde dichtheid is 19.1 g/cm³. Het smeltpunt is 1 407 K (1 134 °C). Het kookpunt is 4 404 K (4 131 °C). Druk, zuiverheid en kristalstructuur kunnen gemeten waarden verschuiven; bij elementen met meerdere allotropen kan ook de structuur zelf een duidelijk verschil maken.

Voorkomen en toepassingen

Waar uranium voorkomt en wordt gebruikt

Uranium komt voor in ertsen en is vooral belangrijk voor kernenergie en nucleaire wetenschap. De chemie en het gebruik kunnen niet los worden gezien van radioactiviteit en isotopensamenstelling.

In de praktijk

Concrete toepassingen

Kernenergie

Bepaalde uraniumisotopen kunnen splijten en worden gebruikt om in kernreactoren energie vrij te maken. Voor dit gebruik is het onderscheid tussen isotopen en hun aandeel in het materiaal essentieel.

Glaskleuring

Uranium speelt een rol bij glaskleuring. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Wetenschappelijk onderzoek

Uranium speelt een rol bij wetenschappelijk onderzoek. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Positie in het periodiek systeem

Wat de naburige elementen laten zien

Uranium staat in periode 7 en in de f-blokreeks. In de getoonde omgeving staan onder meer Thorium, Protactinium, Neptunium, Plutonium. Door deze reeks te vergelijken zijn geleidelijke veranderingen in atoomstraal, elektronenstructuur en chemisch gedrag binnen de serie zichtbaar.

Referentiegegevens

Fysische en atomaire eigenschappen

Classificatieactinide

Toestand bij kamertemperatuurvast

Elektronenschillen2 · 8 · 18 · 32 · 21 · 9 · 2

Dichtheid19.1 g/cm³

Smeltpunt1 407 K (1 134 °C)

Kookpunt4 404 K (4 131 °C)

Pauling-elektronegativiteit1.38

Eerste ionisatie-energie597.6 kJ/mol

Elektronenaffiniteit50.94 kJ/mol

De waarden beschrijven het element of het neutrale atoom waar van toepassing. Fysische gegevens kunnen afhangen van allotroop, druk, zuiverheid en meetomstandigheden.

Geschiedenis

Ontdekking en identificatie

De ontdekking van uranium wordt in deze historische registratie in verband gebracht met Martin Heinrich Klaproth. Herkenning als element, isolatie van een zuiver monster en de latere definitie via het atoomnummer vonden niet noodzakelijk op hetzelfde moment plaats.

Isotopen

Hoe isotopensamenstelling de getallen verandert

Het standaard atoomgewicht is 238.02891(3). Deze waarde beschrijft de natuurlijke isotopensamenstelling van terrestrisch materiaal en is niet de massa van één specifiek atoom.

Uranium heeft geen stabiele isotopen. De isotopen zijn radioactief; halveringstijd en vervalwijze zijn daarom belangrijk bij meting, gebruik en veilige behandeling.

Veiligheid

Omgang en blootstelling

Uranium is radioactief. De risico’s hangen af van isotoop, activiteit, stralingstype, halveringstijd, chemische vorm en blootstellingsroute; passende radiologische en chemische veiligheidsmaatregelen zijn daarom noodzakelijk.