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铀娘

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萌娘百科化学元素萌化专题正在建设中,欢迎您参与完善本条目☆chemiluminescence~
自从看了元素娘,麻麻再也不用担心我的化学成绩啦~

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放射性.jpg
放射性
☢进入该條目前请穿辐射保护服☢

☢这个元素娘具有放射性,可能寿不久矣。☢

☢当然,一个原子的衰变意味着另有原子得到新生☢

☢愿她以另一种方式在世间长存。节哀。☢
请注意,您已经来到了位于离岛区下层的放射性元素隔离区,闲人莫入。

身份检测中···身份检测通过
来访者,请您做好辐射防护。

  1. 这里是原子创生与消亡的实验室(注)锕系元素均为放射性元素,且很大一部分为人造元素
  2. 反应堆热熔炉区,请保持距离(注)一些锕系元素被用在核反应堆甚至原子弹中
  3. 实验对象,请勿亲密接触(注)自然界存在的锕系元素间的化学性质并非非常相似至难以分离

来访者档案已自动保存。请进。

Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

092-U.png
基本资料
本名
Uranium 尤兰妮
昵称化学符号
U
身高原子半径
196pm(共价半径)186pm(范德华半径)
体重原子量
238.03
熔点 1132.2℃
沸点 4131℃
密度 19.05g/cm3(固體)
化合价 +3,+4,+5,+6
存在

宇宙中:0.00000002%
地殼中:0.00018%
海洋中:0.00000033%
人體中:0.00000010%
行动力电负性
1.38(鲍林标度)
姐妹们同位素
鈾-233、鈾-234、鈾-235、鈾-236、鈾-238
相关人士元素 钍、镤、钚

鈾娘是住在元素城市西南部92號區域的危險的元素匪徒平主义者,有放射性,目前正致力于维护世界平。

家族,使魔化合物,社会关系

家族

铀娘属于锕系元素娘

家族情况
  1. 锕娘
  2. 钍娘
  3. 镤娘
  4. 铀娘
  5. 镎娘
  6. 钚娘
  7. 镅娘
  8. 锔娘
  9. 锫娘
  10. 锎娘
  11. 锿娘
  12. 镄娘
  13. 钔娘
  14. 锘娘
  15. 铹娘

整个家族的人都很危险。没事不要去接触。

外貌

平时都穿着银白色外衣。
在碰到氧娘后外衣会被氧化然后呈现出多种颜色,比如UO2呈现出深褐色黑色,UO3呈现出褐色(α)、橙色(β)、亮黄色(δ)、砖红色(Σ)、棕色(η),U3O8呈现出橄榄绿色

但因为有放射性,所以铀娘看起来泛着绿绿的荧光。

是自然界中能被人类大量找到的最的元素。

社会关系

铀娘作为锕系元素的四姐,实际上算是老大,在自然界中的含量甚至不亚于金娘钨娘,同时也是所有锕系元素中半衰期第二长,用途最多的元素。

铀娘的化学性质很活泼,所以自然界不存在游离态的金属铀,它总是以化合状态存在着。

铀娘的社交活动经常和氧娘一同(在很多铀盐中铀娘大都以UO22+出现)。但是当氟老大出现时,氧娘也只能被迫让位。

铀娘及其使魔既会放出危害生物的射线,又有化学毒性,因此研究调教铀娘的性质时必须要采取防御措施否则铀娘就会让你见识一下α粒子娘的厉害

使魔化合物

铀娘有5种不同的阶级(价态),常见价态为+4,+6:

(0)(尤兰妮本尊) UCl3 三氯化铀酱 (+3) UF4 四氟化铀酱 (+4) U3O8 八氧化三铀桑 (+4,+6) UCl5 五氯化铀桑 (+5) UO3 三氧化铀桑 UF6 六氟化铀桑 UO2(NO3)2 硝酸铀酰桑 Na2U2O7 重铀酸钠桑 (+6)(Max)

三氯化铀酱

三氯化铀酱为橄榄绿色晶体。易溶于水娘等极性溶剂,溶液呈紫色。

不论在固态或在溶液中,UCl3都是强还原剂,易被空气中的氧娘氧化成UCl4

UCl3可用HCl与UH3在250-300℃进行反应制备。但产物往往会混有UCl4

$$\ce{3HCl + UH3 -> UCl3 + 3H2}$$

四氟化铀酱

四氟化铀酱是一种十分重要的铀化合物,是一种翠绿色的粉末,将其用氟娘或三氟化氯酱氧化后可以得到用于浓缩铀,造原子弹的六氟化铀,而让它与镁娘钙娘亲热反应还可以得到金属铀。

四氟化铀可以让二氧化铀与氟化氢酱反应制得:

$$\ce{UO2 + 4HF->UF4 + 2H2O}$$

八氧化三铀酱

八氧化三铀是铀的最稳定氧化物,常呈橄榄绿至黑色,是天然沥青铀矿的成分之一,可用于制取二氧化铀。

八氧化三铀可用三氧化铀高温分解或用氢娘还原制得。

$\ce{6UO3 ->[HT] 2U3O8 + O2 ^ }$

六氟化铀桑

六氟化铀是一种白色晶体,易挥发,有剧毒,具有很高的反应活性,能与水剧烈反应,可以侵蚀绝大部分的有机化合物。虽然看起来可爱,但千万不要妄想实行摸头杀,不然被杀的就是你。

用三氟化氯氧化四氟化铀酱可以得到六氟化铀桑:

$\ce{UF4 + ClF3 -> UF6 + ClF}$

在获得了六氟化铀桑的情况下,还可以通过离心法或气体扩散法来分离238UF6235UF6从而得到高纯度的武器级浓缩铀。

硝酸铀酰桑

硝酸铀酰是一种淡黄绿色的晶体,在紫外光照射下能发出美丽的绿光。

这应该是铀娘的最基础化合物了,毕竟这是对沥青铀矿,钒酸钾铀矿的提取初产物,也是用来提纯铀娘的物质基础。而且,从硝酸铀酰出发,可以得到几乎所有的铀化合物,从重铀酸钠到二氧化铀,都是如此。

甚至还可以用15MeV的氘核轰击硝酸铀酰来得到239Pu(发现了其他锕系元素的格伦·西伯格当年就是这么干的)。

238U + D→239Np + p→239Pu

重铀酸钠桑和重铀酸铵桑

这两个小家伙似乎总是在一起的。

重铀酸钠是一种黄色固体,重铀酸铵则显淡黄色,因此重铀酸钠与重铀酸铵的混合物俗称黄饼,非常神奇的是,重铀酸钠和重铀酸铵都不溶于水,或者说重铀酸盐没有一种是可溶的。重铀酸桑:钾钠铵盐都不溶。

重铀酸钠可以通过向硝酸铀酰溶液中加氢氧化钠制得,重铀酸铵也类似:

$$\ce{6NaOH + 2UO2(NO3)2->Na2U2O7↓ + 4NaNO3 + 3H2O}$$

重铀酸钠和重铀酸铵在以前是一种名贵的黄色颜料"铀黄",在很长一段时间中添加在玻璃和陶瓷中制成铀玻璃和铀陶瓷,但是由于其放射性在20世纪80年代后期已经停止。

现在还被用来做成核燃料和脏弹

发现

1789年马丁·海因里希·克拉普罗特(Martin Heinrich Klaproth)首先从沥青铀矿中发现了铀娘,但1841年E.M.佩利若(Eugene-Melchior Peligot)证明该物质为UO2,随后用钾还原UCl4制备了金属铀。

1896年A.H.贝可勒尔(Antoine Henri Becquerel, 1852-1908)发现了铀娘的放射性现象[1]。在1895年,德国物理学家伦琴(W. K. Röntgen, 1845-1923)在研究阴极射线的性质时发现了X射线娘。1896年,法国著名数学家和物理学家彭加勒(J. H. Poincare, 1854-1912)注意到X射线是从受阴极射线轰击而发出荧光的玻璃管壁上产生的。是不是所有能够强烈发出荧光的物质都能够发射出X射线娘呢?贝可勒尔开始了实验探究。他把许多荧光物质——包括含有铀娘的硫酸铀酰钾娘的晶体(一种可以发出磷光的萌娘!)——放在日光下暴晒,直到她们发出很强的荧光后把她们和用黑纸包住的照相底片一起监禁play之后,发现底片感光了。这时候贝可勒尔错误地认为这种晶体会发射X射线。1896年2月24日,他向法国的科学院报告了这一实验,认为X射线与荧光有关。

因为下雨,贝可勒尔没法继续把暴晒实验做下去。一周后的3月1日,贝可勒尔把抽屉监禁已久的硫酸铀酰钾娘与照相底片拿出来,准备把底片拿去洗白白(冲洗)。之后他发现一件很奇怪的事:底片感光得一塌糊涂。贝可勒尔大为惊奇,丰富的实践经验驱使他想要了解未经太阳暴晒的硫酸铀酰钾娘是否不经暴晒也能感光。原本贝可勒尔以为最多只能看到微弱的影响,结果冲出来的底片也出现了很深的黑影。他进一步用不会发荧光的铀娘的使魔做实验,结果发现一样能使底片感光。这证明了铀娘本身会发出一种看不见的射线,且这种射线与荧光是无关的。

于是在1896年5月18日,贝克勒宣布:发射射线的能力是铀娘的一种特殊能力,与采用哪一种铀娘的使魔无关。1897年,居里夫人(P. Curie, 1859-1906)弄清楚了射线与铀娘使魔的化学组成无关,也不受外界光照和温度起落影响。1898年,居里夫人和德国人施米特(G. C. Schmidt, 1856-1949)分别发现了钍娘也有这种能力,表明这种能力并非只由铀娘所有。居里夫人后来建议把这种性质叫做“放射性”,把具有放射线的萌娘元素如铀娘和钍娘叫做“射线☆萌娘放射性元素”。至此,放射性的发现与命名便告一段落。

在1938年O.哈恩(Otto Hahn)和F.施特拉斯曼(Fritz Strassmann)发现了她核裂变的性质之后,就被用作了核燃料&核弹

召唤方式

铀娘在自然界主要以U2O3的形式存在在沥青铀矿中。提炼方式很复杂,但是最后步骤通常用萃取法将硝酸铀酰从水溶液中萃取到有机相,得到较纯的铀娘的使魔。

常用方法是将UF4还原:

$$\ce{UO2(NO3)2 ->[\triangle] UO2->[HF]UF4->[+F2][\triangle]UF6->[+Mg][pressure,\triangle]U + MgF2}$$

铀娘可以用于核燃料,但核燃料主要用的是235U娘,在工业中可以利用238UF6235UF6蒸汽的扩散速度不同,分离铀娘的姐妹235U和238U。

运用

原子弹:
投掷在广岛的超级大宝贝——小男孩原子弹是把一小块的铀透过枪管射向另一大块铀上第一次尝鲜的是日本

核燃料:
主要运用235U娘的链式反应,通过用石墨水娘做中子减速剂用镉娘做中子吸收剂进行平稳持续的链式反应发出热量然后烧开水以发电

链式反应之一:

$$\ce{^235_92U + ^1_0n -> ^95_38Sr + ^135_54Xe + 2^1_0n + 141MeV}$$

注意:即使是这种状况也!绝!对!不!要!一次性让总重超过5.5kg的铀娘们见面!大内久先生已经做过示范了

元素娘趣事

1.铀235娘有着坚强的外表(独特的自锐性),和一颗脆弱的内心(易裂变)。

2.在1946年,钱三强与何泽慧夫妇曾提出过铀的三分裂和四分裂现象,放出的能量更多,但是发生的概率也要小的多。

3.铀的英文名字(Uranium)来源于当时刚发现的天王星娘(Uranus),但是当时放射性性质仍然不为人所知。

注释与外部链接

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