Uran

Synonym

  • Uranium [engl.]

Übersicht

Chemie

Allgemeine Eigenschaften

Formelzeichen U
Ordnungszahl 92
Isotope [%] 230U - künstlich (20,8 d -> 226Th [α])
231U - künstlich (4,2 d -> 227Th [α] oder 231Pa)
232U - künstlich (68,9 a -> 228Th [α])
233U - künstlich (1,60 · 105 a -> 229Th [α])
234U - 0,0055 (2,455 · 105 a -> 230Th [α])
235U - 0,7200 (7,038 · 108 a) -> 231Th [α])
236U - künstlich (23,42 Mio a) -> 232Th [α])
237U - künstlich (6,35 d) -> 237Np)
238U - 99,2745 (4,468 · 109 a) -> 234Th [α])
240U - künstlich (14,1 h) -> 240Np)

Chemische Eigenschaften

Elektronegativität nach Pauling (Oxidationsstufe) 1,38
Elektronenkonfiguration 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f36s26p66d17s2
Oxidationszahlen +6, +5, +4, +3
bevorzugt +6, +4

Physikalische Eigenschaften

Mittlere Atommasse [u] 238,0289 ± 1
Dichte [g/cm3] 18,95
Schmelztemperatur [°C] 1132,3
Siedetemperatur [°C] 3818
Härte [Mohs] (2,5 - 3)
Atomradius [pm] 138,5
Ionenradius [pm] (bei Ladung bzw. Oxidationszahl) 97 (4+)
1. Ionisierungsenergie [kJ/mol] (bei 25 °C) 593

Sonstige Eigenschaften

  • Uran ist ein silberweiß glänzendes, weiches, radioaktives Schwermetall.
  • Es existieren drei Modifikationen.
  • An der Luft überzieht sich Uran mit einer gelblichen Oxidhaut. Gegenüber Wasser, Schwefel, Halogenen und Säuren ist es unbeständig.
  • In pulverisierter Form ist Uran pyrophor und entzündet sich von selbst.
  • Uran ähnelt in seinen chemischen Eigenschaften dem Actinium.
  • 238U ist Ausgangspunkt der Uran-Radium-Zerfallsreihe, an deren Ende 206Pb steht.
  • Es gibt zahlreiche künstlich hergestellte Isotope.

Geschichtliches

  • Entdeckung durch M. H. Klaproth (Berlin, Deutschland) im Jahr 1789.
  • Der Name stammt vom griechischen ouranos ("Himmel") ab, bzw. vom Planeten Uranus.

Vorkommen

  • Uran wird vor allem in den Mineralen Pechblende (Uranpecherz, Hauptbestandteil UO2) und Carnotit (K2[UO2/VO4]2 · 3 H2O) gefunden.

Verwendung

  • Angereichertes Uran (mit 235U) dient als Kernbrennstoff, sowie zur Darstellung des spaltbaren Plutoniumisotops 239Pu in Brutreaktoren.
  • In Kernwaffen.
  • Einige Uranverbindungen werden auch als Katalysator eingesetzt.

Herstellung

  • Die Uranerze werden geröstet und mit Sodalösung oder Schwefelsäure ausgelaugt. Die erhaltene Lösung wird konzentriert und in Salpetersäure gelöst. Dabei entsteht Uranylnitrat (UO2(NO3)2). Dieses wird geglüht und so ins Triuanoctoxid (U3O8) überführt. Anschließend wird zu Urandioxid reduziert und dies ins grüne pulverige Urantetrafluorid überführt. Durch Reduktion des Fluorids mit Calcium oder Magnesium erhält man das metallische Uran.
  • Zur Anreicherung des Isotops 235 wird das leichtflüchtige Uranhexafluorid verwendet.
 

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