铀自然存在,但在岩石、水、土壤和生物中浓度较低。此外,在海洋中它还以复合盐的形式存在,例如金属盐和碳酸盐。它的一些现代应用涉及技术、军事、核工业和医学领域。现在了解有关这种化学元素的更多详细信息。
什么是铀?
它是元素周期表中的一种化学元素,属于锕系元素,呈银灰色。其化合物包括硝酸铀、六氟化铀、二氧化铀、氧化铀和四氟化铀。
铀符号
U位于化学表第3族第7周期,原子序数92,质量238.03。它是铀 234、铀 235 和铀 238 三种同位素的混合物,它们具有相同的化学电荷,但具有不同的放射性。
铀的特性
它是一种致密、有延展性和延展性的金属,但它是电的不良导体。能溶于硝酸、盐酸。然而,在氢氟酸和硫酸等非氧化性酸中,它溶解缓慢。铀的其他特性是:
- 磁性:它是一种顺磁性金属。
- 化学反应性:与大多数金属元素和二元化合物发生反应。
- 同素异形体:它有3种形式,包括具有斜方晶体几何形状的α铀、具有立方几何形状的γ铀和具有四方几何形状的β铀。
- 密度:仅次于铅,其密度高 70%,但低于 Wolfram。
铀的化学和物理性质
- 原子序数:92
- 周期: 6
- 块: f
- 共价半径: 196
- 热膨胀: 13.9
- 剪切模量: 111 GPa
- 熔点: 1405.3K
- 沸点: 4404K
- 电负性: 1.38
- 杨氏模量: 208 GPa
- 体积模量: 100 GPa
- 原子半径: 156经验值
- 声速: 20℃时3155 m/s
- 汽化热:417.1 Kj/mol
- 电子排布: [Rn] 5f 3 6d 1 7s 2
- 导热系数: 27.5W
- 熔化热: 9.14 Kj/mol
铀的起源
1789 年,德国化学家 Martin Heinrich Klaproth 在实验室工作时发现了它。同时,通过将沥青铀矿或铀铀矿溶解在硝酸中并用氢氧化钠中和该溶液,沉淀出黄色物质。看到它,他认为它属于一种尚未被发现的元素的氧化物,并开始加热它。结果是黑色粉末或氧化铀。这个名字来源于天王星,以纪念希腊神话中的天空之神。
铀有什么用途?
这种金属提供核电站发电所需的燃料。尽管它是一种常见金属,但它被认为是不可再生能源。以下是一些最流行的应用程序:
行业
贫铀用于制造钻机和重型弹药。它也可用于制造坦克和导弹的装甲。由于密度高,被用作帆船、人造卫星和船舶的稳定器和压载物。为了稳定和保证飞机的飞行能力,贫铀充当配重元件。
钚是从用于制造原子武器的同位素238 U 中获得的。此外,它还有助于为核反应堆提供动力。此外,许多科学家和地质学家使用铀 238 来研究地球的年龄。同样,它也用于制造绿色或黄色发光晶体。液体燃料供应中的浓缩铀稀释需要其合金。
日常生活
尽管其应用有限,但它已被用于制造彩色釉料和涂覆装饰性陶瓷物品,以赋予其光泽、色彩和耐用性。此外,它还用于制造肥料,为土壤提供养分并促进植物生长。
药品
医疗保健专业人员必须保护自己免受 X 射线发射设备的伤害才能诊断疾病。这就是为什么特殊的防护服是以铀为基础制成的,因为这种元素可以防止射线穿透身体。另一方面,它也用于手术器械的消毒和化疗治疗。
铀是如何提取的?
这是通过使用采矿技术来实现的。当接近地表时,则在露天进行,而在更深处则采用地下开采。然而,必须注意在通风区域进行这项工作,以免工人直接暴露于氡气。 铀的衰变。
总之,铀存在于地壳中,包括岩石、土壤和水。它的储量比铍、汞、银、钨和金还要丰富。此外,它是通过采矿过程从铀矿等其他矿物中提取的。