Уран

Хімічні властивості чотирьох та шість валентного урана.

Уран — білий метал щільністю 18,3 г/см, плавящийся за нормальної температури 1133 градуси. Метал досить активний — при слабкому нагріванні він загоряється у присутності повітря. Він легко сполучається з сірою економікою та галогенами, витісняє водень з розбавлених кислот, із заснуванням солей четырехвалентного урану, а дуже здрібненому вигляді витісняє водень з воды.

Урановий ангідрит має інший амфотерного окисла який за розчиненні в кислотах утворює солі, де роль металу грає іон, а при розчиненні в лугах утворює кислотні залишки як комплексних сполук. У хімічних з'єднаннях уран може перебуває у чотирьох валентных станах U3+, U4+, U5+, U6+. U3+ у природних умовах не є і можна отримати лише у лабораторії. Сполуки пятивалентного урану переважно не стійкі і легко розкладаються на сполуки чотирьохі шестивалентного урана.

2UCl5 = UCl4 + UCl6.

У водних розчинах U5+ знаходять у вигляді комплексного іона (UO2)+. У лужної середовищі підвалина чивость іона возрастает.

Найбільш стійкими іонами у природних умовах є чотирьохі шести валентний уран. Іони четырехвалентного урану стійкі в востановительной обстановці. Вони виходять шляхом втрати двох електронів з p. s подуровня 7-го рівня d-подуровня 6-го рівня життя та f-подуровня 5-го рівня у своїй утворюється іони з зовнішнім восьмиэлектронным рівнем аналогічним з благородними газами що вирізняло литофильных елементів. Це пояснює їхню високу хімічну активність стосовно кисню і з абуюполяризационную способность.

У сильнощелочных розчинах U4+ може виявляти ангидридные властивості, але у нейтральних і слабокислых активно реагує з іонами гидроксила, а гидроксил четырехвалентного урану погано розчиняється у питній воді. Для U (OH)4 розчинність становить 5,2*10−12 моль/л, що у 1000 разів менше розчинності гидроксида алюминия.

На відміну від четырехвалентного урану шестивалентний уран приймає активнішу в геологічних процессах.

Для UО2(OH)2 розчинність становить 3,5*10−9 моль/л. Константа дисоціації дорівнює 2*10−22. У неитральной середовищі концентрація іонів уранила дорівнює 10−8 моль/л і лише у кислих розчинах рН=4 вона підвищується до 10−2 моль/л. З огляду на, що у розчині можуть бути присутні, як продукти гідролізу, іони UO2(OH)+, загальна концентрація іонів урану в нейтральній середовищі не опускається нижче 10−6 моль/л.

Катіон UO2+2 є лінійне освіту у центрі якої перебуває U4+, а атоми кисню розташовані на півметровій однакових растояниях. По даним іонних радіусів було встановлено, що зв’язок атома урану від атомами кисню носить ковалентный характер. При ковалентної зв’язку атоми мають загальні элкектроны, які пояснюють високу міцність сполуки. Низьку міцність сполук шестивалентного урану що весь заряд зосереджений навколо урану, а чи не навколо кислорда. Іонний радіус цього катиона приблизно дорівнює 3 А, такий радіус значно утрудняє изоморфное входження у кристалічну структуру. Отже самостійні мінерали шестивалентного урану можуть утворюватися переважно з великими анионами. Великі розміри катиона U+6 пояснюють його накопичення в мелкозернистых породах.

Поширеність урану в земної коре.

Попри високий атомний номер і можливість розпаду ядер, зміст урану в земної корі досить висока. У земної корі міститься близько 2,5*10−4% урану. У корі зміст урану сягає 4*10- 4%, в мантії 1,2*10−6% і ядрі 3*10−7%.

Уран у різних геологічних процессах.

Не дивлячись на порівняно високий вміст урану в магматичних гірських породах він мало утворює промислових концентрацій. Як зазначалось підвищені концентрації цього елемента в лужних породах. У Ловозерском масиві встановлено наступна приблизна схема кристалізації магми: польові шпаты, нефелин, эгирин, лампрофиллит, эвдиалит, ферсманит, лопарит. За наведеною послідовності можна припустити, що у лужних розплавах першими кристалізуються мінерали містять іони з меншими валентностями. Причому що вище концентрація лугів концентрацією высоковалентных катионів, тим більше вплив цих лугів в ролі высоковалентных кватионов в минералообразовании. Так поява титанн-цирконий-ниобий-силикатов визначає початок залучення урану в магматическое минералообразование. На цьому етапі підвищуються змісту урану в породообразующих мінералах. При повышеной лужності концентрацією Al3+, Fe3+, Ti4+, циркон і торує оразоватся що неспроможні, внаслідок виявляються ангидридные властивості цирконію і кристалізується эвдиалит (Na, Ca)6Zr[Si6O18](Cl, OH), це теж справедливе й для урану. За силою основности було складено низку визначальний залучення указаных елементів у складі породообразующих минералов.

За підсумками вивчених даних уран звинувачують в кореляційної зв’язки й з відносним змістом лугів. Ця кореляція немає прямий залежності, а підпорядковується пропорційної зв’язку з ступенем агпаитности порід, що відбиває співвідношення в магматическом розплаві підстав з кислотними остатками.

У ураноносных пегматитах концентрація рідкісноземельних елементів перевищує в 50−80 раз відповідні кларки. Для пегматитов характерно поділ цих елементів на дві групи — церію і иттрия. Уран частіше пов’язаний з групою иттрия. До 98% урану зосереджене у акцессорных і власних мінералах. Концентрації урану досягають десятих часткою відсотка від безлічі пегматитовой жилы.