Uranium (U), unsur kimia radioaktif siri aktinoid jadual berkala, nombor atom 92. Ia adalah bahan api nuklear yang penting.
unsur aktinoid
ahli kumpulan, termasuk uranium (yang paling biasa), berlaku secara semula jadi, kebanyakannya adalah buatan manusia. Kedua-dua uranium dan plutonium telah digunakan
Uranium membentuk kira-kira dua bahagian per juta kerak bumi. Beberapa mineral uranium yang penting ialah pitchblende (U 3 O 8 tidak bersih), uraninit (UO 2), karnotit (kalium uranium vanadate), autunite (kalsium uranium fosfat), dan torbernite (tembaga uranium fosfat). Ini dan bijih uranium lain yang dapat dipulihkan, sebagai sumber bahan bakar nuklear, mengandungi lebih banyak tenaga daripada semua simpanan bahan bakar fosil yang diketahui. Satu paun uranium menghasilkan tenaga sebanyak 1.4 juta kilogram (3 juta paun) arang batu.
Untuk maklumat tambahan mengenai simpanan bijih uranium, serta liputan teknik penambangan, penapisan, dan pemulihan, lihat pemprosesan uranium. Untuk data statistik perbandingan pengeluaran uranium, lihat jadual.
Uranium
| negara | pengeluaran lombong 2013 (tan metrik) | % pengeluaran lombong dunia |
|---|---|---|
| * Anggarkan. | ||
| Sumber: Persatuan Nuklear Dunia, Pengeluaran Perlombongan Uranium Dunia (2014). | ||
| Kazakhstan | 22,574 | 37.9 |
| Kanada | 9,332 | 15.6 |
| Australia | 6,350 | 10.6 |
| Niger * | 4,528 | 7.6 |
| Namibia | 4,315 | 7.2 |
| Rusia | 3,135 | 5.3 |
| Uzbekistan * | 2,400 | 4.0 |
| Amerika Syarikat | 1,835 | 3.1 |
| China * | 1.450 | 2.4 |
| Malawi | 1,132 | 1.9 |
| Ukraine | 1,075 | 1.9 |
| Afrika Selatan | 540 | 0.9 |
| India * | 400 | 0.7 |
| Republik Czech | 225 | 0.4 |
| Brazil | 198 | 0.3 |
| Romania * | 80 | 0.1 |
| Pakistan * | 41 | 0.1 |
| Jerman | 27 | 0.0 |
| jumlah dunia | 59,637 | 100 |
Uranium adalah unsur logam keras yang padat yang berwarna putih keperakan. Ia lentur, lentur, dan mampu mengambil cat yang tinggi. Di udara logam menodai dan apabila dibahagi halus pecah menjadi api. Ini adalah pengalir elektrik yang agak lemah. Walaupun ditemui (1789) oleh ahli kimia Jerman Martin Heinrich Klaproth, yang menamakannya setelah planet Uranus yang baru ditemui, logam itu sendiri pertama kali diasingkan (1841) oleh ahli kimia Perancis Eugène-Melchior Péligot dengan pengurangan uranium tetraklorida (UCl 4) dengan potasium.
Perumusan sistem berkala oleh ahli kimia Rusia Dmitry Mendeleyev pada tahun 1869 memusatkan perhatian pada uranium sebagai unsur kimia terberat, suatu kedudukan yang dipegangnya hingga penemuan unsur transuranium pertama neptunium pada tahun 1940. Pada tahun 1896 ahli fizik Perancis Henri Becquerel ditemui dalam uranium fenomena radioaktiviti, istilah yang pertama kali digunakan pada tahun 1898 oleh ahli fizik Perancis Marie dan Pierre Curie. Harta ini kemudian dijumpai dalam banyak unsur lain. Sekarang diketahui bahawa uranium, radioaktif di semua isotopnya, terdiri secara semula jadi dari campuran uranium-238 (99,27 persen, separuh hayat 4,510,000,000 tahun), uranium-235 (0,72 persen, 713,000,000 tahun paruh), dan uranium-234 (0.006 peratus, separuh hayat 247.000 tahun). Separuh hayat yang panjang ini membuat penentuan usia Bumi mungkin dilakukan dengan mengukur jumlah timbal, produk peluruhan utama uranium, dalam batuan yang mengandungi uranium tertentu. Uranium-238 adalah ibu bapa dan uranium-234 salah satu anak perempuan dalam siri kerosakan uranium radioaktif; uranium-235 adalah induk bagi siri kerosakan aktinum. Lihat juga unsur aktinoid.
Unsur uranium menjadi subjek kajian dan minat yang luas setelah ahli kimia Jerman Otto Hahn dan Fritz Strassmann menemui pada akhir tahun 1938 fenomena pembelahan nuklear dalam uranium yang dihujani oleh neutron perlahan. Ahli fizik Amerika kelahiran Itali, Enrico Fermi mencadangkan (awal tahun 1939) bahawa neutron mungkin merupakan antara produk pembelahan dan dengan demikian dapat meneruskan pembelahan sebagai reaksi berantai. Ahli fizik Amerika kelahiran Hungaria, Leo Szilard, ahli fizik Amerika, Herbert L. Anderson, ahli kimia Perancis, Frédéric Joliot-Curie, dan rakan sekerja mereka mengesahkan (1939) ramalan ini; kemudian siasatan menunjukkan bahawa purata 2 1 / 2 neutron setiap atom dibebaskan semasa pembelahan. Penemuan tersebut membawa kepada reaksi berantai nuklear yang dapat bertahan sendiri (2 Disember 1942), ujian bom atom pertama (16 Julai 1945), bom atom pertama dijatuhkan dalam peperangan (6 Ogos 1945), yang pertama berkuasa atom kapal selam (1955), dan penjana elektrik berkuasa nuklear berskala penuh pertama (1957).
Pembelahan berlaku dengan neutron perlahan dalam isotop uranium-235 yang jarang berlaku (satu-satunya bahan fisil yang berlaku secara semula jadi), yang mesti dipisahkan dari isotop uranium-238 yang banyak untuk kegunaannya. Uranium-238, bagaimanapun, setelah menyerap neutron dan mengalami pelanggaran beta negatif, ditransmisikan ke dalam unsur sintetik plutonium, yang dapat dilekatkan dengan neutron perlahan. Oleh itu, uranium semula jadi dapat digunakan dalam reaktor penukar dan pembiak, di mana pembelahan ditopang oleh uranium-235 yang jarang berlaku dan plutonium dihasilkan pada masa yang sama dengan transmutasi uranium-238. Fissile uranium-233 dapat disintesis untuk digunakan sebagai bahan bakar nuklear dari isotop torium-thorium-232 nonfissile, yang banyak terdapat di alam semula jadi. Uranium juga penting sebagai bahan utama dari mana unsur transuranium sintetik telah disediakan oleh reaksi transmutasi.
Uranium, yang sangat elektropositif, bertindak balas dengan air; ia larut dalam asid tetapi tidak dalam alkali. Keadaan pengoksidaan penting adalah +4 (seperti dalam oksida UO 2, tetrahalida seperti UCl 4, dan ion berair hijau U 4 +) dan +6 (seperti dalam oksida UO 3, hexafluoride UF 6, dan uranyl kuning ion UO 2 2+). Dalam larutan berair uranium paling stabil sebagai ion uranyl, yang mempunyai struktur linear [O = U = O] 2+. Uranium juga menunjukkan keadaan +3 dan +5, tetapi ion masing-masing tidak stabil. Ion U 3+ merah mengoksidasi perlahan walaupun di dalam air yang tidak mengandungi oksigen terlarut. Warna ion UO 2 + tidak diketahui kerana ia mengalami ketidakseimbangan (UO 2 + dikurangkan serentak menjadi U 4 + dan dioksidakan menjadi UO 2 2+) walaupun dalam larutan yang sangat cair.
Sebatian uranium telah digunakan sebagai agen pewarna untuk seramik. Uranium hexafluoride (UF 6) adalah pepejal dengan tekanan wap yang luar biasa tinggi (115 torr = 0.15 atm = 15.300 Pa) pada 25 ° C (77 ° F). UF 6 secara kimia sangat reaktif, tetapi, walaupun sifatnya yang menghakis dalam keadaan wap, UF 6 telah digunakan secara meluas dalam kaedah penyebaran gas dan gas-centrifuge untuk memisahkan uranium-235 dari uranium-238.
Sebatian organometallic adalah kumpulan sebatian yang menarik dan penting di mana terdapat ikatan logam-karbon yang menghubungkan logam dengan kumpulan organik. Uranocene adalah sebatian organouranium U (C 8 H 8) 2, di mana atom uranium terjepit di antara dua lapisan cincin organik yang berkaitan dengan siklooctatetraene C 8 H 8. Penemuannya pada tahun 1968 membuka bidang kimia organometallik baru.
Sifat Elemen
| nombor atom | 92 |
|---|---|
| berat atom | 238.03 |
| takat lebur | 1,132.3 ° C (2,070.1 ° F) |
| takat didih | 3,818 ° C (6,904 ° F) |
| graviti tertentu | 19.05 |
| keadaan pengoksidaan | +3, +4, +5, +6 |
| konfigurasi elektron keadaan atom gas | [Rn] 5f 3 6d 1 7s 2 |
![Instrumen Pemerintahan England [1653]](https://images.thetopknowledge.com/img/politics-law-government/6/instrument-government-england-1653.jpg "Instrumen Pemerintahan England [1653]")
