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铀(U)
    铀,是元素周期表中第七周期MB族元素,锕系元素之一,原子序数92,原子量238.0289,是最重要的核燃料,元素名源于纪念1781年发现的天王星“Uranus”。是致密而有延展性的银白色放射性金属。铀在接近绝对零度时有超导性,有延展性。铀的化学性质活泼,易与绝大多数非金属反应,能与多种金属形成合金。铀最初只用做玻璃着色或陶瓷釉料,1938年发现铀核裂变后,开始成为主要的核原料。1789年德国化学家克拉普罗特从沥青铀矿中发现铀的氧化物。1841年法国化学家佩利若用钾还原四氯化铀制的金属铀。
    铀原子有92个质子和92个电子,其中6个是价电子。铀是银白色金属,熔点1132.5℃,沸点3745℃,密度18.95g/cm3,抗拉强度450MPa,屈服强度207MPa,弹性模数172GPa。铀在接近绝对零度时有超导性,有延展性。
    铀的外电子层构型为5f36dl7s2,有+3,+4,+5,+6四种价态,其中+4和+6价化合物稳定。铀的化学性质活泼,能和所有的非金属作用(惰性气体除外),能与多种金属形成合金。空气中易氧化,生成一层发暗的氧化膜,高度粉碎的铀空气中极易自燃,块状铀在空气中易氧化失去金属光泽,在空气中加热即燃烧,铀能与所有非金属反应,250℃下和硫反应,400℃下和氮反应生成氮化物,1250℃下和碳反应生成碳化物,250-300℃下和氢反应生成UH3,UH3在真空350-400℃下分解,放出氢气。铀与卤素反应生成卤化物,铀能与汞、锡、铜、铅、铝、铋、铁、镍、锰、钴、锌、铍作用生成金属间化合物,金属铀缓慢溶于硫酸和磷酸,有氧化剂存在时会加速溶解,铀易溶于硝酸,铀对碱性溶液呈惰性,但有氧化剂存在时,能使铀溶解,铀及其化合物均有较大的毒性,空气中可溶性铀化合物的允许浓度为0.05mg/m3,不溶性铀化合物允许浓度为0.25mg/m3,人体对天然铀的放射性允许剂量,可溶性铀化合物为7400Bq,不溶性铀化合物为333Bq。
    存在于许多岩石中,但大量只存在于沥青铀矿和钒钾铀矿中。
    在自然界中,铀以铀-238(99.2742%)、铀-235(0.7204%)以及极微量的铀-234(0.0054%)等同位素存在。铀衰变时释放出α粒子,过程缓慢,拥有很长的半衰期。铀-238的半衰期约为44.7亿年,铀-235则为7.04亿年,常用于测定地质年代。少量存在于独居石等稀土矿石中。铀是自然元素中质量次重、原子量次高的元素,仅次于钚-244[3]。它的密度比铅高出约70%,但不如金、钨密食。铀在自然界中以数百万分率的低含量存在于土壤、矿石和水中,可借由开采沥青铀矿等含铀矿物并提炼之。
    古时候它被用作玻璃颜料,现在用作核反应及核弹燃料。千百年来铀一直被用作给玻璃染色的色素,然而现在纯金属铀是核反应堆和原子弹中使用的核燃料。少量用于电子管制造业中的除氧剂和惰性气体提纯(除氧、氢)。
    铀最初只用做玻璃着色或陶瓷釉料,1938年发现铀核裂变后,开始成为主要的核原料。在居里夫妇发现镭以后,由于镭具有治疗癌症的特殊功效,镭的需要量不断增加,因此许多国家开始从沥青铀矿中提炼镭,而提炼过镭的含铀矿渣就堆在一边,成了“废料”。然而,铀核裂变现象发现后,铀变成了最重要的元素之一。这些“废料”也就成了“宝贝”。从此,铀的开采工业大大地发展起来,并迅速地建立起了独立完整的原子能工业体系。

 元素名称 铀 元素符号 U 原子序数 92 相对原子质量
 (12C=12.0000)
 238.029
 英文名称 Uranium
 原子结构 原子半径(Å) 原子体积(cm3/mol) 12.59 电子模型

 电子构型 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10f14 5s2p6d10f3 6s2p6d1 7s2 离子半径(Å) 0.52
 共价半径(Å) 0.52 氧化态 6,5,4,3
 发现 1789年由 M.J. Klaproth (德国,伯林)发现,1841年由 W.M. Peligot (法国,巴黎)首次作为金属分离出。
 命名起源 after the planet 'Uranus'
 来源 存在于许多岩石中,但大量只存在于沥青铀矿和钒钾铀矿中。
 用途 古时候它被用作玻璃颜料,现在用作核反应及核弹燃料等。
 物理性质 状态 一个非常重的,银白色放射性金属。 熔 点(℃) 1132 沸 点(℃) 4134
 密度(g/cc,300K) 18.95 比 热(J/gK) 0.12 蒸发热(KJ/mol) 477
 熔化热(KJ/mol) 8.52 导电率(106/cm) 0.038 导热系数(W/cmK) 0.276
 自燃点(℃) - 闪 点(℃) -
 化学性质
 地质数据 丰    度 滞留时间(年) 300000 太阳
 (相对于 H=1×1012)
 <4
 海水中(ppm) 3.13×10-3 地壳(ppm) 2.4 大西洋表面 -
 太平洋表面 - 大气(ppm(体积)) - 大西洋深处 -
 太平洋深处 -
 生物数据 人体中含量 肝(ppm) 0.003
 器官中 肌肉(ppm) 0.0009
 血(mg dm-3) 5×10-4 日摄入量(mg) 0.001-0.002
 骨(ppm) (0.16-70)×10-3 人(70Kg)均体内总量(mg) 0.1

铀的同位素信息
 同位素 % 质量 自旋 核磁矩 磁旋比 Q 频率 吸收率
 [232] 0 232.037146
 [233] 0 233.039628
 [234] 0.0055 234.0409
 [235] 0.72 235.0439 7/2 -0.43 -0.52 439.6 1.8414
 [236] 0 236.045561
 [238] 99.2745 238.050784

上一个元素:Pa 镤 Protactinium
下一个元素:Np 镎 Neptunium
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