Nguyên tố hóa học · trang tham khảo

92U

Urani

Urani là nguyên tố hóa học có số hiệu nguyên tử 92, ký hiệu U. Nó nằm ở chu kỳ 7, nhóm —, khối f. Ở nhiệt độ phòng, trạng thái tham chiếu là rắn; cấu hình electron là [Rn] 5f3 6d1 7s2.

Số hiệu nguyên tử92

Nguyên tử khối chuẩn238.02891(3)

Nhóm—

Chu kỳ7

Khốif

Cấu hình electron[Rn] 5f3 6d1 7s2

Cấu trúc electron

Yếu tố nào chi phối hóa học của nguyên tố

Hóa học của họ actini liên quan đến các orbital 5f, 6d và 7s. Các nguyên tố đầu dãy actini có thể đạt nhiều trạng thái oxi hóa, còn ở các nguyên tố nặng hơn trạng thái +3 ngày càng quan trọng.

Cấu hình electron của Urani là [Rn] 5f3 6d1 7s2. Mọi nguyên tố họ actini đều phóng xạ, vì vậy độ bền hạt nhân và chu kỳ bán rã của đồng vị luôn gắn chặt với hóa học, đặc biệt ở các nguyên tố chỉ tồn tại với lượng vết hoặc phải được tổng hợp nhân tạo.

Các dạng hóa học

Hợp chất, ion và vật liệu

Urani có thể tạo oxide, halide và phức chất phối trí. Ở các nguyên tố đầu dãy actini có thể tồn tại nhiều trạng thái oxi hóa; vì mọi đồng vị đều phóng xạ, hóa học của chúng luôn gắn với hóa phóng xạ và độ bền của đồng vị.

Tính chất vật lý

Trạng thái và chuyển pha

Trạng thái tham chiếu ở nhiệt độ phòng là rắn. Mật độ được liệt kê là 19.1 g/cm³. Điểm nóng chảy là 1 407 K (1 134 °C). Điểm sôi là 4 404 K (4 131 °C). Áp suất, độ tinh khiết, cấu trúc tinh thể hoặc dạng thù hình có thể làm thay đổi các giá trị vật lý đo được.

Sự hiện diện và ứng dụng

Urani được gặp và sử dụng ở đâu

Trong thực tế, Urani thường được gặp trong các ứng dụng liên quan đến năng lượng hạt nhân, tạo màu thủy tinh và nghiên cứu khoa học. Tùy trường hợp, tính chất được khai thác có thể thuộc về nguyên tố tinh khiết, một hợp chất, hợp kim hoặc một đồng vị cụ thể.

Trong thực tế

Ví dụ về các ứng dụng thực tế

Năng lượng hạt nhân

Urani có vai trò trong chu trình nhiên liệu hạt nhân hoặc trong nghiên cứu các hệ thống năng lượng hạt nhân.

Tạo màu thủy tinh

Trong lĩnh vực tạo màu thủy tinh, Urani hoặc các hợp chất của nó được lựa chọn vì những tính chất hóa học, vật lý hoặc hạt nhân phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Nghiên cứu khoa học

Urani chủ yếu được tạo ra, tách hoặc đo trong nghiên cứu nhằm kiểm tra các xu hướng nguyên tử, hạt nhân và tuần hoàn; nó không có ứng dụng thương mại ở quy mô lớn.

Vị trí tuần hoàn

Các nguyên tố lân cận cho biết điều gì

Urani nằm ở chu kỳ 7 trong dãy f. Các nguyên tố lân cận được hiển thị ở đây gồm Thori, Protactini, Neptuni và Plutoni. So sánh theo dãy này giúp thấy sự biến đổi tuần tự của bán kính nguyên tử, cấu hình electron, trạng thái oxi hóa và các tính chất từ hoặc quang học.

Dữ liệu tham khảo

Tính chất vật lý và nguyên tử

Phân loạihọ actini

Trạng thái ở nhiệt độ phòngrắn

Các lớp electron2 · 8 · 18 · 32 · 21 · 9 · 2

Mật độ19.1 g/cm³

Điểm nóng chảy1 407 K (1 134 °C)

Điểm sôi4 404 K (4 131 °C)

Độ âm điện Pauling1.38

Năng lượng ion hóa thứ nhất597.6 kJ/mol

Ái lực electron50.94 kJ/mol

Các giá trị mô tả nguyên tố hoặc nguyên tử trung hòa khi thích hợp. Dữ liệu vật lý có thể phụ thuộc vào dạng thù hình, áp suất và điều kiện đo.

Lịch sử

Phát hiện và nhận diện

Việc phát hiện Urani gắn với Martin Heinrich Klaproth. Việc nhận ra một nguyên tố mới, tách được mẫu đủ tinh khiết và gán số hiệu nguyên tử hiện đại không nhất thiết diễn ra cùng một thời điểm, nên lịch sử phát hiện cần được đọc theo từng mốc.

Đồng vị và nguyên tử khối

Thành phần đồng vị làm thay đổi các con số như thế nào

Nguyên tử khối chuẩn là 238.02891(3). Giá trị này phản ánh thành phần đồng vị của vật chất tự nhiên trên Trái Đất, không phải khối lượng của một nguyên tử riêng lẻ.

Urani không có đồng vị bền. Các đồng vị đều phóng xạ; chu kỳ bán rã và kiểu phân rã trở thành thông tin quan trọng khi nguyên tố được đo, nghiên cứu hoặc sử dụng.

An toàn

Xử lý và phơi nhiễm

Urani là nguyên tố phóng xạ. Việc làm việc với nó cần các biện pháp kiểm soát bức xạ phù hợp với đồng vị, hoạt độ, loại bức xạ và dạng hóa học cụ thể.