鈾
铜臭 / 2022-08-05
一、鈾的提炼、性质和用途
瀝青鈾矿、鈣鈾云母或銅鈾云母在工业上用硫酸处理，鈾进入溶液。用氨把鈾沉淀为(NH₄)₂U₂O₇,灼热得UO₃,进一步强灼热得U₃O₈。在处理釩酸鉀鈾矿时，一般将矿在700°时灼燒后，用热苏打溶液处理，然后将固体溶大硝酸。
金屬鈾的制备大致分还原法、电解法和分解法。鈾的氧化物可用鋁、钙和鎂还原，四氯化鈾可用鉀、鈉、鈣或鎂还原。所得金服 鈾的糖度取决于原料的掩度。在电解法中，将KUF₅或UF₄溶入CaCl₂—NaCl(8:2重量)熔融的电解浴中，以石墨坩堝作电解精，同时作为阳极。中間悬挂卸条作为阴极，电解在900°进行。金属鈾的粉末沉积在鉬条上,耬度达9.9%，合乎原子堆使用規格。另外，将四碘化鈾在鎢絲上进行热分解，也可以制备钝鈾。
新切开的鈾具有銀白光泽，密度为19.0,不很硬。鈾是一种很活潑的金屬，特别是当它在粉末状态时。块状鈾在空气中发暗,这层氧化物膜可以用稀硝酸洗去。鈾和所有非金屬都能作用(惰性气体除外)。它和很多金屬作用，生成金屬間化合物。块状鈾在100°时分解水，但粉末鈾和水在25°已起反应。块状鈾在空气中 稍热时即燃燒成U₂O₃。它和氯在500-600°时作用，但和氟在室溫时已起作用。粉末状的鈾在氧中能自燃。块状鈾和氫在250°作用，但粉末鈾在室溫时已能和氫作用，都生成氫化物UH₃。块状鈾与氮在700°时起作用生成氯化物，和碳約在2000°左右生成碳化物。块状鈾不溶于稀硫酸，但濃的硫酸对它起缓慢作用而生成鈾⁽ᴵᵛ⁾的酸式盐。鈾与盐酸作用很快。硝酸緩慢地溶解块状鈾。粉末鈾和硝酸剧烈作用以至爆炸。苛性碱对金屬鈾无作用。
純的金屬鈾(99.9% )主要在原子堆中用作“燃料”，不但由此获得原子能，并且可以制造各种放射性同位素。在原子 堆中，鈾235进行裂变，鈾238生成鈈239,后者可作为新的原子能燃料。
少量的金屬鈾用于电子管制造业中作为除气剂，用来提純惰性气体(除去氫、氧)，又用于光电管，以及作为γ射錢的防护套(重量可比鉛套减去3/4)。
二、超鈾元素的化合物
超鈾元素各极原子价的化合物，叙逮如下，其中以符号An代表錒系(actinon)元素。
1.三价化合物
AnCl₃、AnBr₃、AnI₃、An(ClO)₄、An₂(SO₄)₃、An(NO₃)₃都溶于水; An(OH)₃、AnF₃、 An₂(C₂O₄)₃、An(IO₃)₃、AnPO₄都不溶。这些性质，和鑭系元素Ln化合物相似。不同的有: An₂[SiF₆]₃可溶而Ln₂[SiF₆]₃則不溶，这种差別可利用来分离錒系元素和鑭系元素。此外，三价錒系元素对絡合物生成的趋向不大。三价超鈾 元素离子的顏色和相应的鑭系元素相似; Eu盐呈浅紅色，Am盐呈粉紅色; Gd和Cm盐都是无色。
2.四价化合物
An(OH)₄、AnF₄、An(IO₃)₄、An₃(PO)₄都不溶，与 釷的相应化合物相似。絡合物生成的傾向較大。四价简单化合物的稳定性由鎿到鎇逐漸降低。四价錇仅能存在于溶液中。
3.五价化合物
只有某些超鈾元案才能形成MO₂⁺化合物，其中以NpO₂⁺为最稳定。除此以外，其他五价原子价状态MO₂⁺的化合物容易发生歧化反应。
4.六价化合物
超鈾元素在六价状态呈两性性质，其中碱性較强，生成MO₂⁺⁺化合物;还可以形成阴离子，如有不溶性的鈾酸盐、鎿酸盐和鈈酸 盐。絡合物生成的趋向相当显著，例如Na[AnO₂(CH₃COO)₃]为晶体沉淀。
此外，鎇Am在溶液中生成不稳定的二价化合物，可借AmSO₄的不溶性使它沉淀下来。超鈾元素自95号鎇以后，三价状态趋向稳定。
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