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铀元素的知识点总结

铀(Uranium)的原子序数为92的元素,其元素符号是U,是自然界中能够找到的最重元素。在自然界中存在三种同位素,均带有放射性,拥有非常长的半衰期(数亿年~数十亿年)。此外还有12种人工同位素(铀-226~铀-240)。铀在1789年由马丁·海因里希·克拉普罗特(Martin Heinrich Klaproth)发现。铀化合物早期用于瓷器的着色,在核裂变现象被发现后用作为核燃料。

元素名称
元素符号
U
原子序数
92

相对原子质量(12C= 12.0000)

238
元素读音
yóu
英文名称
Uranium
元素化合价
+3、+4、+6
元素分类
副族元素 金属元素 锕系元素

原子

结构

原子半径/Å:——         原子体积/cm3/mol :12.59        共价半径/Å: 1.42           氧化态:6、5、4、3
电子构型:1s2sP3sPd10 4s2p6s10f145s2p6d106s2p6d17s2                     离子半径/Å : 0.78
电子模型 铀元素

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 。

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/L/273K,1atm):18.95       比 热J/gK:0.12             蒸发热/KJ/mol:477
熔化热/KJ/mol:8.52                    导电率:0.038               导热系数:0.276

化学

性质

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。

地质

数据

丰    度                                                                                     滞留时间/年:300000
太阳(相对于 H=1 × 1012 :<4
海水中/ p.p.m.   :3.13 × 10-3
地壳/p.p.m :2.4
大气/p.p.m.(体积):——

生物

数据

人体中含量 : ——                           肝/p.p.m.: 0.003
器官中含量 : 零                             肌肉/p.p.m. : 0.0009
血/mg dm-3 :5× 10-4                  日摄入量:0.001 - 0.002
人(70Kg)均体内总量 :0.1             骨/p.p.m. :4× 10-9 

铀元素的使用

从铀矿石中提取铀直到制成核纯(见放射性核素纯度)铀化合物的工艺过程,是天然铀生产的重要步骤。主要产品有重铀酸铵(俗称黄饼)和三碳酸铀酰铵等。纯化(又称精制)后的铀化合物产品,必须达到核纯的要求。精制的产品进一步干燥、煅烧,加工成二氧化铀或八氧化三铀,供制作反应堆元件或六氟化铀(用于U-235的同位素分离)用。整个过程须经下述单元操作:铀矿石的破碎和磨细、铀矿石的浸取、矿浆的固液分离、离子交换和溶剂萃取法提取铀浓缩物、溶剂萃取法纯化铀浓缩物。可根据矿石种类、产品要求等不同情况,选择由上述单元操作所组成的适当流程。

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。

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