Nguyên tố Urani

Urani là nguyên tố hóa học kim loại màu trắng bạc thuộc nhóm Actini, có số nguyên tử là 92 trong bảng tuần hoàn của các nguyên tố hóa học, được đặt tên theo tên của sao Thiên Vương (Uranus). Trong một thời gian dài, urani là nguyên tố cuối cùng của bảng tuần hoàn. Các đồng vị phóng xạ của urani có số nơtron từ 144 đến 146 nhưng phổ biến nhất là các đồng vị urani 238, urani 235 và urani 239. Tất cả đồng vị của urani đều không bền và có tính phóng xạ yếu. Urani...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nguyên tố Urani Nguyên tố Urani Protactini ← Urani → Neptuni 92Nd ↑ U ↓Uqb Bảng đầy đủ Tổng quátTên, Ký hiệu, Số Urani, U, 92Phân loại kim loạiNhóm, Chu kỳ, Khối Actini, 7, fKhối lượng riêng, Độ cứng 19,1 kg/m³, -Bề ngoài kim loại xám bạc Tính chất nguyên tửKhối lượng nguyên tử 238,02891 đ.v.CBán kính nguyên tử (calc.) 156 (-) pmBán kính cộng hoá trị 196±7 pmBán kính van der Waals 186 pm [Rn] 5f3 6d1 7s2Cấu hình electrone- trên mức năng lượng 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2Trạng thái ôxi hóa (Ôxít) - ( -)Cấu trúc tinh thể Trực thoi Tính chất vật lýTrạng thái vật chất RắnĐiểm nóng chảy 1405,3 K (2070 °F)Điểm sôi 4404 K (7468 °F)Trạng thái trật tự từ thuận từ - ×10-6 m³/molThể tích phân tửNhiệt bay hơi 417,1 kJ/molNhiệt nóng chảy 9,14 kJ/molÁp suất hơi - Pa tại - KVận tốc âm thanh 3155 m/s tại - K Thông tin khácĐộ âm điện 1,38 (thang Pauling)Nhiệt dung riêng 27,665 J/(kg·K)Độ dẫn điện (20C) 0,280 µ /Ω·mĐộ dẫn nhiệt (300K) 27,5 W/(m·K)Năng lượng ion hóa 1. 597,6 kJ/mol 2. 1420 kJ/mol Chất đồng vị ổn định nhấtBản mẫu:Đồng vị UĐơn vị SI và STP được dùng trừ khi có ghi chú.Urani là nguyên tố hóa học kim loại màu trắng bạc thuộc nhóm Actini, có sốnguyên tử là 92 trong bảng tuần hoàn của các nguyên tố hóa học, được đặt tên theotên của sao Thiên Vương (Uranus). Trong một thời gian dài, urani là nguyên tốcuối cùng của bảng tuần hoàn. Các đồng vị phóng xạ của urani có số nơtron từ 144đến 146 nhưng phổ biến nhất là các đồng vị urani 238, urani 235 và urani 239. Tấtcả đồng vị của urani đều không bền và có tính phóng xạ yếu. Urani có khối lượngnguyên tử nặng thứ 2 trong các nguyên tố tự nhiên, xếp sau plutoni-244.[1] Mật độcủa nó lớn hơn mật độ của chì khoảng 70%, nhưng không đặc bằng vàng haywolfram. Urani có mặt trong tự nhiên với nồng độ thấp khoảng vài ppm trong đất,đá và nước, và được sản xuất thương mại từ các khoáng sản chứa urani nhưuraninit.Trong tự nhiên, urani được tìm thấy ở dạng urani 238 (99,284%), urani 235(0,711%),[2] và một lượng rất nhỏ urani 234 (0,0058%). Urani phân rã rất chậmphát ra hạt anpha. Chu kỳ bán rã của urani 238 là khoảng 4,47 tỉ năm và của urani235 là 704 tỉ năm,[3] do đó nó được sử dụng để xác định tuổi của Trái Đất.Một số ứng dụng hiện tại của urani chỉ dựa trên các đặc điểm hạt nhân của nó.Urani 235 có điểm khác biệt là đồng vị chỉ phân hạch một cách tự nhiên. Urani238 có thể phân hạch bằng neotron nhanh, và là fertile, có nghĩa là nó có thể đượcchuyển đổi thành plutoni 239 có thể phân hạch được trong lò phản ứng hạt nhân.Một đồng vị có thể phân hạch khác, urani 233, có thể được tạo ra từ thori tự nhiênvà cũng là vật liệu quan trong trong công nghệ hạt nhân. Trong khi urani 238 cókhả năng phân hạch tự phát thấp hoặc thậm chí bao gồm cả sự phân hạch bằngneutron nhanh, thì urani 235 và mức độ thấp hơn là urani 233 có mặt cắt phânhạch cao hơn nhiều đối với các neutron chậm. Khi nồng độ đủ, các đồng vị n àyduy trì một chuỗi phản ứng hạt nhân ổn định. Quá trình này tạo ra nhiệt trong cáclò phản ứng hạt nhân và tạo ra vật liệu phân hạch dùng làm các vũ khí hạt nhâ.Urani nghèo (U-238) được dùng trong các kích động năng và vỏ xe bọc thép.[4]Urani được dùng làm chất nhuộm màu có sắc đỏ-cam đến vàng chanh cho thủytinh urani. Nó cũng được dùng làm thuốc nhuộm màu và sắc bóng trong phim ảnh.Năm 1789, người ta công nhận việc phát hiện ra urani trong khoáng vật pitchblendlà Martin Heinrich Klaproth, ông đã đặt tên nguyên tố mới theo tên hành tinhUranus. Trong khi đó, Eugène-Melchior Péligot là người đầu tiên tách kim loạinày và các tính chất phóng xạ của nó đã được Antoine Becquerel phát hiện năm1896. Nghiên cứu của Enrico Fermi và các tác giả khác đã bắt đầu thực hiện năm1934 đã đưa nó vào ứng dụng trong công nghiệp năng lượng hạt nhân và trong quảbom nguyên tử mang tên Little Boy, quả bom này là vũ khí hạt nhân đầu tiên đượcsử dụng trong chiến tranh. Từ cuộc chạy đua vũ trang trong thời chiến tranh lạnhgiữa Hoa Kỳ và Liên Xô đã cho ra hàng chục ngàn vũ khí hạt nhân sử dụng uraniđược làm giàu và plutoni có nguồn gốc từ urani. Việc an toàn của các vũ khí nàyvà các vật liệu phân hạch của chúng sau sự tan rã của Liên Xô năm 1991 là mộtmối quan tâm đối với sức khỏe và an toàn của cộng đồng.[5]Lịch sửPhân hạch tự nhiên thời tiền sửNăm 1972, nhà vật lý người Pháp, Francis Perrin, phát hiện ra 15 lò phản ứ ...