Question

Почему уран является радиоактивный элементом ?

Answer 1

Уран — серебристо-белый блестящий металл. Металлический уран существует в трех аллотропических (см. АЛЛОТРОПИЯ) модификациях. До 669°C устойчива a-модификация с орторомбической решеткой, параметры а = 0,2854нм, в = 0,5869 нм и с = 0,4956 нм, плотность 19,12 кг/дм3. От 669°C до 776°C устойчива b-модификация с тетрагональной решеткой (параметры а = 1,0758 нм, с = 0,5656 нм). До температуры плавления 1135°C устойчива g-модификация с кубической объемно-центрированной решеткой (а = 0,3525 нм). Температура кипения 4200°C.
Химическая активность металлического урана высока. На воздухе он покрывается пленкой оксида. Порошкообразный уран пирофорен, при сгорании урана и термическом разложении многих его соединений на воздухе образуется оксид урана U3O8. Если этот оксид нагревать в атмосфере водорода (см. ВОДОРОД) при температуре выше 500°C, образуется диоксид урана UO2:
U3O8 + Н2 = 3UO2 + 2Н2О
Если уранилнитрат UO2(NO3)2 нагреть при 500°C, то, разлагаясь, он образует триоксид урана UO3. Кроме оксидов урана стехиометрического состава UO2, UO3 и U3О8, известен оксид урана состава U4O9 и несколько метастабильных оксидов и оксидов переменного состава.
При сплавлении оксидов урана с оксидами других металлов образуются уранаты: К2UO4 (уранат калия), СаUO4 (уранат кальция), Na2U2O7 (диуранат натрия).
Взаимодействуя с галогенами (см. ГАЛОГЕНЫ), уран дает галогениды урана. Среди них гексафторид UF6 представляет собой желтое кристаллическое вещество, легко сублимирующееся даже при слабом нагревании (40—60°C) и столь же легко гидролизующееся водой. Важнейшее практическое значение имеет гексафторид урана UF6. Получают его взаимодействием металлического урана, оксидов урана или UF4 с фтором или фторирующими агентами BrF3, СCl3F (фреон-11) или ССl2F2 (фреон-12):
U3O8+ 6CCl2F2 = UF4 + 3COCl2 + CCl4 + Cl2
UF4+ F2= UF6
или
U3O8+ 9F2 = 3UF6+ 4O2
Известны фториды и хлориды, отвечающие степеням окисления урана +3, +4, +5 и +6. Получены бромиды урана UBr3, UBr4 и UBr5, а также иодиды урана UI3 и UI4. Синтезированы такие оксигалогениды урана, как UO2Cl2 UOCl2 и другие.
При взаимодействии урана с водородом образуется гидрид урана UH3, обладающий высокой химической активностью. При нагревании гидрид разлагается, образуя водород и порошкообразный уран. При спекании урана с бором возникают, в зависимости от молярного отношения реагентов и условий проведения процесса, бориды UB2, UB4 и UB12.
С углеродом (см. УГЛЕРОД) уран образует три карбида UC, U2C3 и UC2.
Взаимодействием урана с кремнием (см. КРЕМНИЙ) получены силициды U3Si, U3Si2, USi, U3Si5, USi2 и U3Si2.
Получены нитриды урана (UN, UN2, U2N3) и фосфиды урана (UP, U3P4, UP2). С серой (см. СЕРА) уран образует ряд сульфидов: U3S5, US, US2, US3 и U2S3.
Металлический уран растворяется в HCl и HNO3, медленно реагирует с H2SO4 и H3PO4. Возникают соли, содержащие катион уранила UO22+.
В водных растворах существуют соединения урана в степенях окисления от +3 до +6. Стандартный окислительный потенциал пары U(IV)/U(III) — 0,52 B, пары U(V)/U(IV) 0,38 B, пары U(VI)/U(V) 0,17 B, пары U(VI)/U(IV) 0,27. Ион U3+ в растворе неустойчив, ион U4+ стабилен в отсутствие воздуха. Катион UO2+ нестабилен и в растворе диспропорционирует на U4+и UO22+. Ионы U3+ имеют характерную красную окраску, ионы U4+ — зеленую, ионы UO22+ — желтую.
В растворах наиболее устойчивы соединения урана в степени окисления +6. Все соединения урана в растворах склонны к гидролизу и комплексообразованию, наиболее сильно — катионы U4+ и UO22+