Faits et propriétés des éléments d'uranium

L'uranium est un élément bien connu pour sa radioactivité. Voici une collection de faits sur les propriétés chimiques et physiques de ce métal.

Faits de base sur l'uranium

Numéro atomique: 92

Symbole atomique de l'uranium: U

Poids atomique: 238.0289

Configuration électronique: [Rn] 7s²5f³6j¹

Origine des mots: Nommé d'après la planète Uranus

Isotopes

L'uranium possède seize isotopes. Tous les isotopes sont radioactifs. L'uranium naturel contient environ 99,28305 en poids d'U-238, 0,7110% d'U-235 et 0,0054% d'U-234. Le pourcentage en poids d'U-235 dans l'uranium naturel dépend de sa source et peut varier jusqu'à 0,1%.

Propriétés de l'uranium

L'uranium a généralement une valence de 6 ou 4. L'uranium est un métal lourd, brillant, blanc argenté, capable de prendre un polissage élevé. Il présente trois modifications cristallographiques: alpha, bêta et gamma. Il est un peu plus mou que l'acier; pas assez dur pour rayer le verre. Il est malléable, ductile et légèrement paramagnétique. Lorsqu'il est exposé à l'air, l'uranium métal est recouvert d'une couche d'oxyde. Les acides dissolvent le métal, mais il n'est pas affecté par les alcalis. L'uranium métal finement divisé est fixé par l'eau froide et est pyrophorique. Les cristaux de nitrate d'uranium sont triboluminescents. L'uranium et ses composés (uranyl) sont hautement toxiques, chimiquement et radiologiquement.

Utilisations de l'uranium

L'uranium est d'une grande importance en tant que combustible nucléaire. Les combustibles nucléaires sont utilisés pour produire de l'énergie électrique, fabriquer des isotopes et fabriquer des armes. On pense qu'une grande partie de la chaleur interne de la terre est due à la présence d'uranium et de thorium. Uranium-238, avec une demi-vie de 4,51 x 10⁹ ans, est utilisé pour estimer l'âge des roches ignées. L'uranium peut être utilisé pour durcir et renforcer l'acier. L'uranium est utilisé dans les dispositifs de guidage inertiel, dans les compas gyroscopiques, comme contrepoids pour les surfaces de contrôle des avions, comme ballast pour les véhicules de rentrée de missiles, pour le blindage et pour les cibles à rayons X. Le nitrate peut être utilisé comme toner photographique. L'acétate est utilisé en chimie analytique. La présence naturelle d'uranium dans les sols peut indiquer la présence de radon et de ses filles. Les sels d'uranium ont été utilisés pour produire des émaux en verre et en céramique «vaseline» jaunes.

Sources

L'uranium se trouve dans les minéraux, notamment la pechblende, la carnotite, la cleveite, l'autunite, l'uraninite, l'uranophane et la torbernite. On la trouve également dans les sables phosphatés, la lignite et la monazite. Le radium est toujours associé aux minerais d'uranium. L'uranium peut être préparé en réduisant les halogénures d'uranium avec des métaux alcalins ou alcalino-terreux ou en réduisant les oxydes d'uranium par le calcium, le carbone ou l'aluminium à des températures élevées. Le métal peut être produit par électrolyse de KUF₅ ou UF₄, dissous dans un mélange fondu de CaCl₂ et NaCl. L'uranium de haute pureté peut être préparé par la décomposition thermique des halogénures d'uranium sur un filament chaud.

Classification des éléments: Élément radioactif de terres rares (série Actinide)

Découverte: Martin Klaproth 1789 (Allemagne), Peligot 1841

Données physiques sur l'uranium

Densité (g / cc): 19.05

Point de fusion (° K): 1405,5

Point d'ébullition (° K): 4018

Apparence: Métal radioactif blanc argenté, dense, ductile et malléable

Rayon atomique (pm): 138

Volume atomique (cc / mol): 12,5

Rayon covalent (pm): 142

Rayon ionique: 80 (+ 6e) 97 (+ 4e)

Chaleur spécifique (@ 20 ° C J / g mol): 0,115

Chaleur de fusion (kJ / mol): 12,6

Chaleur d'évaporation (kJ / mol): 417

Numéro de négativité de Pauling: 1,38

Première énergie ionisante (kJ / mol): 686,4

États d'oxydation: 6, 5, 4, 3

La structure en treillis: Orthorhombique

Constante de réseau (Å): 2,850

Ordre magnétique: paramagnétique

Résistivité électrique (0 ° C): 0,280 µΩ · m

Conductivité thermique (300 K): 27,5 W · m − 1 · K − 1

Dilatation thermique (25 ° C): 13,9 µm · m − 1 · K − 1

Vitesse du son (tige mince) (20 ° C): 3155 m / s

Module d'Young: 208 GPa

Module de cisaillement: 111 GPa

Module en vrac: 100 GPa

Ratio de Poisson: 0,23

Numéro d'enregistrement CAS: 7440-61-1