Физические свойства урана, Химические свойства урана - Уран и его соединения

Металлический уран в чистом виде представляет собой плотный блестящий металл серебристого цвета, на воздухе покрывающийся тонкой пленкой оксида. Металлический уран до плавления имеет три кристаллографические модификации.

]

Рис. 1

При комнатной температуре устойчива ромбическая б-фаза, которая состоит из "гофрированных" атомных слоев, параллельных плоскости abc. В пределах слоев, атомы тесно связаны, в то время, как прочность связей между атомами смежных слоев намного слабее (Рис. 1). Такая структура сильно анизотропна, и уран в этом отношении похож на мышьяк, сурьму и висмут, которые также имеют слоистые структуры. В случае б-урана расстояния между атомами в соседних гофрированных слоях намного больше (0,33 нм), чем между атомами внутри слоев (0,28 нм).

В интервале 668о-775о существует в-уран. Тетрагонального типа решетка имеет слоистую структуру. При температуре выше 775о образуется г-уран с объемноцентрированной кубической решеткой.

Температура плавления б-урана 1408о

Температура кипения - 4091о [6]

Химические свойства урана

Конфигурация внешней электронной оболочки атома Урана 7s26dl5f3. Уран относится к реакционноспособным металлам.[7]

Для урана, как и для многих d-элементов, характерны несколько положительных степеней окисления. Наиболее устойчива высшая степень окисления +6. В этом состоянии уран - полный электронный аналог элементов шестой группы, хотя значительная разница в радиусах ионов U6+ и W6+ делает сходство химии элементов лишь формальным (одинаковые составы высших оксидов, некоторых оксоанионов).

Мелкий порошок урана самовоспламеняется на воздухе, он зажигается при температуре 150--175 °C, образуя U3O8.

При повышенной температуре уран легко реагирует с водяным паром:

U + 2 Н 2O = UO2 + 2 Н 2

Считается, что первоначальный продукт такого взаимодействия - гидрид урана UH3 затем реагирует с водой:

2 UH3 + 4 Н 2O = 2 UO2 + 7 Н 2

Гидрид урана представляет собой черный пирофорный порошок, образующийся при взаимодействии простых веществ:

U + 3/2 Н 2 = UH3; (t=250 °С) [8]

Неметалл

Условия

Продукт

F2

20oC, бурно

UF6

Cl2

180oC для измельченного 500--600oC для компактного

Смесь UCl4, UCl5, UCl6

Br2

650oC, спокойно

UBr4

I2

350oC, спокойно

UI3, UI4

S

250-300oC спокойно 500oC горит

US2, U2S3

Se

250-300oC спокойно 500oC горит

USe2, U2Se3

N2

450-700oC то же под давлением N 1300o

UN1.75

UN2

UN

P

600-1000oC

U3P4

C

800-1200oC

UC, UC2

Продукт реакции галогенирования определяется природой галогена, соотношением реагентов и температурой:

U + 3 F2 = UF6;

U + 2 Вr2 = UBr4;

2 U + 5 Вr2 = 2 UBr5

Уран легко растворим в азотной кислоте:

U + 4 HNO3 = UO2(NO3)2 + 2 NO + 2 Н 2O

U + 4HCl(конц) = UCl4 + 2 H2

С растворами щелочей уран не взаимодействует.

Похожие статьи




Физические свойства урана, Химические свойства урана - Уран и его соединения

Предыдущая | Следующая