Валентность урана (u), формулы и примеры

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УРАНА И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

ПОЛОЖЕНИЕ УРАНА В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

Положение урана в Периодической системе химических элементов до последнего времени служило предметом научных споров. Как известно, Д. И. Менделеев расположил уран в самом конце своей периодической таблицы в группе хрома, молибдена и вольфрама, исходя из их химических свойств.

В целом ряде соединений высшей валентности уран проявляет характерные свойства аналога хрома и особенно молибдена и вольфрама.

Однако исследования атомного спектра паров урана показали, что в основном состоянии он имеет электронную структуру 5f36d7s2, что свидетельствует о принадлежности урана не к VI группе, а к группе тяжелых актиноидных элементов, аналогов группы лантаноидов.

Тем не менее, вопрос о строении и химических свойствах актиноидов и их природе и валентных состояниях значительно сложнее, чем это представляется с позиций простой актиноидной теории Г. Сиборга.

Сложность химических свойств урана определяется близостью энергетических уровней подгрупп 5f и 6d электронной оболочки, взаимное положение которых зависит от состава соединений. Таким образом, наблюдаемая двойственность природы урана обусловлена близостью энергий электронов 5f и 6d, что делает возможным переход 5f-электронов на подуровень 6d в процессах химического взаимодействия элементов.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Абсолютная и относительная влажность. точка росы

Оценим за полчаса!

Сложность химического поведения характерна не только для урана, но и для других представителей группы 5f-элементов. В настоящее время эти вопросы изучаются особенно подробно в связи с открытием советскими учеными семивалентных состояний нептуния, плутония и америция и двух- и одновалентных состояний кюрия и менделевия.

Валентные состояния урана

Хорошо известны твердые соединения урана, в которых степень окисления урана равна +2, +3, +4, +5 и +6. Ионные радиусы увеличиваются с понижением валентного состояния урана: 0,79 А для U (VI), 1,05 А для U (IV), 1,2 А для U (III). Атомный радиус металлического урана составляет 1,485 А (для g-фазы с экстраполяцией к обычной температуре).

Благодаря низкому окислительному потенциалу урана (IV) и урана (VI) можно легко получить соединения урана в различных валентных состояниях. Поливалентность урана широко используют в технологии урана в процессах его очистки от некоторых примесей и выделения в чистом виде.

Обычные соли уранила и их растворы окрашены в желтый цвет. Некоторые соединения шестивалентного урана белые или почти белые (гексафторид и уранил-фторид).

Соли урана (IV) и их растворы имеют зеленую окраску с различными оттенками — от светло-зеленого до густого темно-зеленого.

Соли урана (III) в твердом состоянии оливково-зеленые, красно-коричневые или черные в зависимости от размеров кристаллов, в растворах — пурпурно-красные.

Окислы урана обычно черного цвета, с оливково-зеленым или коричневым оттенком. Модификации трехокиси урана и пероксид — желтого, оранжевого и оранжево-красного цвета.

Химия соединений урана в настоящее время подробно изучена исследователями разных стран, в том числе и советскими учеными. Она весьма сложна, особенно в водных средах. Свойства урана в растворах — один из самых интересных разделов химии этого элемента.

Из четырех возможных окислительно-восстановительных состояний для водных растворов урана характерны только два — (IV) и (VI), соответствующие ионам U4+ и UO22+ . Лишь в специальных условиях удается получать растворы, содержащие ионы U3+.

Весьма неустойчивое пятивалентное состояние урана представляет собой чаще всего лишь промежуточное состояние во многих окислительно-восстановительных реакциях с участием урана (IV) и урана (VI). Ион пятивалентного урана UO2+ относительно устойчив в узком диапазоне кислотности при рН, близком к 2, где он медленно диспропорционирует на U4+ и UO22+ .

В более кислых растворах реакция диспропорционирования протекает очень быстро. Растворы урана (IV) достаточно устойчивы на воздухе в кислых растворах, особенно при низких значениях рН среды. Однако целый ряд обычных окислителей легко переводит уран (IV) в уран (VI).

Ниже приведены потенциалы различных степеней окисления урана (в кислой среде):

1.80B +0.63B -0.58B -0.06B

U0 ——— ® U3+ ——— ® U4+ ——— ® UO2+ ——— ® UO22+

Самое устойчивое состояние урана в водных растворах — шестивалентное, при этом стабилизация высокого положительного заряда урана происходит вследствие образования иона уранила UO22+. Известно немного восстановителей, которые способны восстанавливать ион уранила, да и то в специальных условиях. Более подробно эти вопросы будут разобраны при обсуждении конкретных технологических процессов.

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://poisk-ru.ru/s41898t11.html

ПОИСК

    Электролитические ячейки обычно изготовляют из кварца, который устойчив ко многим галогенидам, кроме фторидов, а также к окислителям — хлору, кислороду, азоту.

Однако он легко взаимодействует с расплавами, содержащими ионы низших валентностей многих активных металлов (редкоземельные элементы, цирконий, то )нй, уран и др.), и с активными металлами. [c.101]

    Числа слева означают валентность элементов.

Пунктирная линия соединяет наиболее устойчивые валентные состояния она показывает, что от тория к урану валентность в устойчивом состоянии возрастает, а затем начинает падать до значения 3.  [c.288]

    Купферон не осаждает шестивалентного урана, поэтому он является хорошим реагентом для выделения железа, меди, циркония, титана и земельных кислот из кислых сернокислых растворов, содержащих сульфат уранила. С другой стороны, четырехвалентный уран количественно осаждается купфероном. Таким образом, понизив в растворе сернокислого уранила валентность урана до (IV), можно отделить уран от алюминия, бериллия и всех двухвалентных металлов. [c.340]

    Какова плотность по водороду паров летучего соединения урана с фтором, в котором уран проявляет наивысшую валентность  [c.41]

    Электроны (п — 2)/-энергетического подуровня достаточно прочно связаны с ядрами атомов, причем прочность связи возрастает по мере накопления /-электронов.

Поэтому на валентные свойства лантаноидов и актиноидов /-электроны влияют тогда, когда их число на подуровне менее семи.

Так, например, церий и торий устойчивы в четырехвалентном, уран—в шестивалентном, а нептуний —в семивалентном состояниях. [c.321]

    Лишь два элемента во фторидах и хлоридах проявляют высшую степень окисления, равную 6 уран и нептуний.

Замена фтора и хлора менее сильными окислителями — бромом и иодом — позволяет получить четырехвалентные соединения для урана тогда как нептуний только с бромом проявляет дань[ую валентность, а с иодом дает лишь трииодид.

После нептуния изредка осуществляется валентность, равная 4, а доминирует валентность 3. [c.289]

    В атомах актиноидов до плутония включительно возможны два способа распределения электронов по подуровням (табл. 36). И в этом семействе, как у лантаноидов, наблюдается сжатие (актиноидное).

Кроме валентности три, некоторые актиноиды проявляют валентность четыре, пять и шесть (уран, нептуний, плутоний, америций), четыре (торий, кюрий, беркелий), четыре и пять (протактиний).

    Отделение продуктов деления от плутония основывается на том, что, если данный элемент — продукт деления сходен с одной из валентных форм плутония, то он будет отличаться от плутония в других валентных состояниях. В зависимости от числа повторяющихся циклов можно очистить плутоний до необходимой чистоты. Из приведенных в табл.

18 и 19 данных следует, что для использования сульфата калия, фосфорной, фтористоводородной, фитиновой и фениларсоновой кислот для извлечения и очистки плутония необходимо введение носителя (соли циркония, лантана, висмута и др.). При осаждении карбонатов или ацетатов из растворов, содержащих уран, сам уран служит носителем. [c.

266]

    Уран является типичным металлом в своих соединениях, как в твердых солях, так и в растворе, он проявляет четыре степени окисления от -[-3 до +6, три из которых (валентности 3, 4 и 6) установлены давно и хорошо изучены исследованиями, проведенными позднее, найдено, что уран существует и в пятивалентном состоянии. [c.8]

    Само собою разумеется, что уран, присутствуюш,ий в других валентных состояниях, предварительно окисляется перекисью водорода до шестивалентного, который затем уже взаимодействует с избытком перекиси водорода с образованием нерастворимого пере-кисного соединения. [c.59]

    При восстановлении урана (VI) многими восстановителями в зависимости от условий часть урана восстанавливается до урана (III).

В этом случае для избежания завышенных результатов образовавшийся уран (III) предварительно окисляют до урана (IV) продуванием воздуха через восстановленный раствор.

При этом уран (IV) в соответствующе подобранных условиях не изменяет своей валентности. [c.78]

    В этих валентных состояниях элементы дают характерные полосы поглощения с более высокими молярными коэффициентами поглощения.

Полосы поглощения иона уранила, у которого отсутствуют электроны на указанной оболочке, имеют максимальное значение в ультрафиолетовой области спектра.

Пятивалентный уран не поглощает в видимой области, так как расстояние между подуровнями в 5/-оболочке настолько велико, что полоса лежит в ультрафиолетовой области. [c.105]

    Высокая избирательность при отделении урана от мешающих элементов может быть достигнута за счет использования различных валентных состояний урана. Этот прием оказался особенно успешным в методах отделения посредством осаждения.

В тех случаях, когда реагент осаждает уран в одном его валентном состоянии и не взаимодействует с ним в другом, сначала переводят уран в то валентное состояние, в котором он не осаждается данным осадителем. и выделяют предварительно мешающие элементы.

Затем, переведя его в соответствующее валентное состояние, осаждают этим же реагентом. При этом лишь немногие элементы, которые обладают несколькими валентными состояниями и в одном из них, как и уран, не осаждаются выбранным осадителем и осаждаются в другом, оказываются неотделенными от урана.

Применение комплексона П1 в таких случаях, как правило, позволяет достигнуть отделения и от таких элементов. [c.260]

    Адсорбция из раствора сильной кислоты. Ряд металлов, обладающих высокой валентностью, т. е.

находящихся в наибольшей степени окисления элемента, обычно способны сильно адсорбироваться при pH 2 или ниже, а некоторые элементы могут адсорбироваться даже из раствора сильной кислоты. Например, Ре + адсорбируется при pH 2.

Сурьма, молибден, вероятно, ванадий, тантал, ниобий, торий, цирконий, уран, плутоний и протактиний адсорбируются при pH О или ниже. [c.929]

    Эти различия в спектрах поглощения урана используются для качественного и количественного определения валентных состояний урана. Спектры поглощения соединений урана (III), урана (IV) и уранила с различными анионами изучались как в водных [4, 8, 368, 953], так и в органических растворах [4, 8, 627, 733].

Влияние различных анионов на характер спектров обусловлено комплексо-образованием как правило, для урана (IV) это влияние сказывается меньше, чем для урана (VI), что объясняют [4] трудностью воздействия внешних аддендов на поглощающие свет электроны, находящиеся во внутренней 5/-оболочке. Тем не менее и для урана [c.

105]

    Спектры поглощения арсеназо III и его комплекса с четырех-валентным ураном представлены на рис. 18.

Резкий сдвиг кривых при комплексообразовании (углубление окраски), достаточно узкий пик кривых светопоглощения комплекса, вместе с весьма высокой прочностью комплекса благоприятно сказывается на увеличении чувствительности реакции.

Так, молярный коэффициент погашения для и (IV), определенный по методу насыщения при постоянной концентрации реагента, Бо олш/с ЮО ООО. [c.134]

    При восстановлении до низших степеней валентности следует иметь в виду действие кислорода воздуха. Закисное железо, пятивалентный молибден, четырехвалентные ванадий и уран довольно устойчивы на воздухе.

В этих случаях можно не принимать мер для предотвраш,ения действия воздуха.

При восстановлении урана цинком или кадмием частично образуется трехвалентный уран при встряхивании на воздухе последний превращается в четырехвалентный уран таким образом, доступ воздуха здесь даже необходим. [c.370]

    В чистом виде уран — серебристо-белый металл с голубоватым оттенком. Плотность 19,0 точка плавления 1130°. Типичные валентности +4 и +6. Легко окисляется на воздухе. При небольшом нагревании сгорает до UaOg. Это — наиболее устойчивый окисел урана. [c.428]

    Всестороннее химическое исследование его свойств показало, что нептуний не является аналогом ренияине может быть отнесен к побочной подгруппе VII группы. Его химические свойства аналогичны урану максимальная валентность равна 6, но окисляется из низшего в высшее валентное состояние труднее, чем уран. [c.286]

    Критерий положения имитаторов перед центральным и последним элементами серии не следует подвергать сомнению, так как он совери№нно твердо установлен для Сг перед Мп и для Си перед 2п, как перед последним Зк-элементом.

Не следует забывать н об имитации галогенами электронных оболочек N6, Аг, Кг и Хе как последних в ряду р-элементов. Другим примером чрезмерно произвольного толкования деления элементов по группам является причисление урана к VI группе и помещение его в число гомологов Сг, Мо и Л/.

Не говоря уже о целом ряде коренных отличий в свойствах (например, ход энергий сублимации простых тел), уран по строению электронной оболочки своего атома является 5/-элементом и гомологом неодима повышенная валентность присуща ему по сравнению с кайносимметриком N(1 и подобна тому, что наблюдается при сравнении NFз и РР5. [c.115]

    Значение заряда для химических свойств чрезвычайно велико, особенно потому, что с его изменением меняются и остальные основные характеристики элемента (радиус, структура электронной оболочки). Одинаковость заряда часто влечет за собой большое сходство между членами различных групп периодической системы.

Например, шестивалентный уран по хймическим свойствам очень похож на шестивалент ный вольфрам (при резком различии свойств у простых веществ). С другой стороны, для одного и того же элемента в разных валентных состояниях обычно характерны резко различные свойства.

Например, двухвалентный Мп гораздо более похож на двухвалентное Ре, чем на семивалентный Мп. [c.471]

    Плутоний принадлежит к элементам VH периода таблицы Менделеева и следует в нем за ураном и нептунием. В отношении места этих элементов в периодической системе в настоящее время наиболее распространена теория Сиборга [3, гл. 17 170, 203, гл. 11 646, 648].

По этой теории у элементов, начиная формально с тория и кончая лауренсием, происходит последовательное заполнение четырнадцатью электронами внутреннего энергетического уров1НЯ 5/.

Так как количество внешних валентных электронов (один электрон 6d и два —7s) при этом не меняется и остается рав ным количеству валентных электронов актиния, химические и физические свойства членов ряда должны быть сходны, а сам ряд получил название актинидов.

Подобная закономерность четко выражена у лантанидов, имеющих электронную структуру сверх структуры ксенона if ndQs и главную валентность 3. [c.13]

    Такое поведение не характерно для лантанидов, у которых валентность 2 для 5т, Ей и УЬ является нормальной, но соответствует свойствам актинидо-уранидов. В полуторных сульфидах торий является гомологом циркония, а уран—гомологом молибдена. [c.18]

    Изменения валентных состояний наблюдались также под действием интенсивных потоков улучей (до 4 10 эв1см ) в азотнокислых и хлорнокислых растворах [181, 182].

Попов [181] показал, что в 0,3—2,3 М НС1О4 плутоний может восстанавливаться или окисляться в зависимости от соотношения валентных форм в первоначальном растворе, содержаш,ем 3,4 10- моль/л плутония.

Облучение приводит к стационарному состоянию, которому соответствует около 47% окисленных форм — Ри(У) и Ри(У1). В присутствии и(У1) относительное содержание окисленных форм тем меньше, чем больше концентрация перхлората уранила. [c.82]

    Невозмож но дать исчерпывающие характеристики всех имеющихся методов отделения осаждением можно лишь критически описать отдельные операции. Наиболее трудная задача в методах отделения— разделение плутония и урана.

Это объясняется, во-первых, тем, что уран является аналогом плутония во всех его валентных состояниях и, во-вторых, тем, что он обычно присутствует в плутониевых растворах в значительных количествах. Поэтому чистота отделения плутония от урана — один из основных показателей оценки рассматриваемого метода отделения.

При работе с макроколичествами плутония нео бходимо считаться с реакциями диопропорционирования [485]. Наличие в растворе плутония в различных валентных состояниях значительно усложняет методы отделения. В связи с этим в ряде методов осаждению должно предшествовать приведение плутония к одной валентной форме.

Ниже рассмотрены операции осаждения плутония для наиболее часто встречающихся в аналитической практике методов отделения. [c.289]

    Химические методы количественного определения урана, к которым относятся весовые и титриметрические методы, отличаются большим разнообразием.

Это разнообразие обусловлено тем, что уран принадлежит к числу элементов, способных легко проявлять различную валентность, а также обладает ярко выраженной склонностью к образованию труднорастворимых соединений и комплексов с большим числом различных реагентов.

Эти свойства урана находятся в тесной связи со строением его электронной оболочки, а такж с легкой поляризуемостью его ионов [54, 171 ]. [c.55]

    Все известные в настояш,ее время весовые методы определения урана основаны на осаждении его из растворов, в которых он находится в 1 етырех- и шестивалентном состоянии. В этих валентных состояниях уран обладает способностью участвовать в образований труднорастворимых соединений не только в виде катиона, но и в виде аниона. [c.55]

    Уран является элементом, обла.дающим наибольшим атомиым весом. В периодической системе ои.

находится в одной группе с серой и хромом, которые в своей высшей положительной валентности (+б) дают с кислородом двухвалентные анионы 5.04″ и Сг04″.

Так как согласно общему правилу чем ниже положение элемента в группе, тем сильнее выражены его основные свойства, то уран в своей высшей положитель- [c.587]

    Уран относится к числу элементов, весьма предр сположенных к комплексообразованию. Известно большое число колшлексных соединений как четырех-, так и шести валентного урана.

Большинство этих соединений относится к типу двойных солей, кристаллогидратов и внутрикомплексных солей.

Следует отметить, что для урана малохарактерны комплексы с азотсодержащими, а также серусодержащими аддендами, хотя в литературе есть указания [c.17]

    Определение урана с помощью торона. Торон (бензол-2-ap o-новая кнслота-< 1-азо-1 >-2-оксинафталин-3,6-дисульфокислота) предложен В. И. Кузнецовым. В солянокислой среде реагент дает чувствительную реакцию с ураном, находящимся в четырех валентном состоянии. А. В. Николаев и А. А.

Сорокина [184] для определения урана восстанавливали его до урана (IV) иодидами. Выделившийся в результате восстановления иод удаляли из раствора продуванием азотом. Удобным для колориметрирования интервалом является ЫО —2-10 г/л1Л. Нижний предел определения — 0 г урана в 1 мл.

Не мешают уран (VI) при отношении к U (IV) до 1000 1, ванадий (III) до 16 1, Сг (III) до 6 1, Fe (III) до 200 1,ТЬдо 1000 1. Влияние А1, Fe (II), Zn, Се (III), La (III), Be, Са ничтожно. Мешают и должны быть полностью удалены SO4 , NO3 , F , фосфаты, оксалаты и органические вещества.

[c.138]

Источник: https://www.chem21.info/info/576577/

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Валентность урана в соединении определяют путем двойного окисления раствором сернокислого церия.

Для определения кремния навеску вещества растворяют РІ концентрированной серной кислоте Рё обрабатывают смесью нитрата Рё сульфата аммония.  [1]

  • Валентность урана РЅРµ постоянная РІ твердых растворах, Рё отношение кислород — металл определяется составом Рё условиями синтеза.  [3]
  • Валентность урана непостоянна РІ твердых растворах, Рё отношение кислород-металл определяется составом Рё условиями синтеза.  [5]
  • Чем выше валентность урана РІ его хлоридах, тем РѕРЅРё более летучи Рё легкоплавки.  [6]
Читайте также:  Формула хлорида цинка в химии

Данные Рѕ валентности урана РІ этом окисле нам неизвестны. Рюдорфф Рё РґСЂ. [23] рассматривают его как соединение MgO-UsOs, аналогичное уранатам ( V) щелочных металлов V2Me2O — l Os.

Р� хотя РїСЂРё исследовании смесей разреза UO2 — MgUO4 нет оснований отдавать предпочтение этому окислу перед твердыми растворами РґСЂСѓРіРёС… составов, тем РЅРµ менее РЅРµ следует исключать рассмотрение его как сильно диссоциированного химического соединения бертоллидного типа.  [7]

Здесь Рё далее СЂРёРјСЃРєРѕР№ цифрой обозначена валентность урана.  [8]

Р’ СЂСЏРґСѓ состава UmY7 — TOOi2 РІ зависимости РѕС‚ величины С‚ РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ изменение концентрации катионов Рё валентности урана, что вызывает изменение интенсивности отражений РЅР° рентгенограммах.

Однако это РЅРµ искажает симметрии, так как процесс замены катионов РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ таким образом, что РѕРґРёРЅ РёР· РёРѕРЅРѕРІ урана остается РЅР° старом месте, Р° второй — статистически распределяется РІ главной иттриевой позиции.  [9]

Характерные спектры поглощения РёРѕРЅРѕРІ урана приведены РЅР° СЂРёСЃ. 3.7. РћРЅРё РјРѕРіСѓС‚ быть использованы для идентификации той или РёРЅРѕР№ валентности урана РІ растворе.  [10]

Р’ соответствии СЃ данными термодинамических расчетов РїСЂРё температурах выше 2000 Рљ фториды урана диссоциируют таким образом, что валентность урана уменьшается РѕС‚ Р± РґРѕ 4, одновременно РїСЂРё этом протекают разнообразные реакции конверсии фторидов Рё оксифторидов урана. Тем РЅРµ менее соответствующие оценки показывают, что РІСЃРµ химические Рё фазовые превращения РІ ( U-F-N — Рћ — Рќ) — плазме лимитируются несколькими химическими реакциями Рё процессами конденсации; состав выгружаемых РёР· реактора продуктов сильно зависит также РѕС‚ рекомбинации, которая СЃ тем или иным выходом неизбежна, поскольку РІСЃРµ гетерофазные реакции рекомбинации сильно экзотермичны. Механизм конверсии UFe описывается, РїРѕ данным анализа, проведенного РІ РіР».  [11]

Р’ соответствии СЃ данными термодинамических расчетов РїСЂРё температурах выше 2000 Рљ фториды урана диссоциируют таким образом, что валентность урана уменьшается РѕС‚ 6 РґРѕ 4, одновременно РїСЂРё этом протекают разнообразные реакции конверсии фторидов Рё оксифторидов урана. Тем РЅРµ менее соответствующие оценки показывают, что РІСЃРµ химические Рё фазовые превращения РІ ( U-F-N — 0 — Рќ) — плазме лимитируются несколькими химическими реакциями Рё процессами конденсации; состав выгружаемых РёР· реактора продуктов сильно зависит также РѕС‚ рекомбинации, которая СЃ тем или иным выходом неизбежна, поскольку РІСЃРµ гетерофазные реакции рекомбинации сильно экзотермичны. Механизм конверсии UFg описывается, РїРѕ данным анализа, проведенного РІ РіР».  [12]

�он железа ( II) количественно восстанавливает плутоний до плутония ( III) [ см. уравнение ( 5) ], в то время как валентность урана остается прежней.

Поскольку плутоний ( III) совершенно не экстрагируется гексоном, он переходит в водную фазу. Как и прежде, уран удерживается в гек-соновой фазе за счет высаливающего действия 1 28 М раствора нитрата алюминия.

Для гарантии полного разделения урана Рё плутония РІ нижнюю часть экстрактора вводится промытый гексоновый раствор, содержащий 0 01 Рњ HNO3; этот раствор поднимается противоточно спускающемуся РІРѕРґРЅРѕРјСѓ потоку, содержащему плутоний. Выше точки РІРІРѕРґР° питающего раствора этот поток присоединяется Рє РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРјСѓ РёСЃС…РѕРґРЅРѕРјСѓ потоку гексона. Весь оставшийся РІ РІРѕРґРЅРѕР№ фазе уран вымывается РІ гексоновую фазу. Водная фаза РЅР° этой стадии содержит плутоний, 0 0Р“ Рњ РќРњРћ3, 1 28 Рњ A1 ( NO3) 3 Рё 0 05 Рњ солей железа. РџСЂРё этом уран переходит РІ РІРѕРґРЅСѓСЋ фазу, Р° гекган очищается Рё может повторно использоваться РІ процессе. Стадия очистки гексона необходима РёР·-Р·Р° наличия радиационных эффектов РІ РќРњРћР· Рё разрушительного воздействия ее РЅР° гексон.  [13]

Атом урана находится РІ положении 000, Р° кислород — РІ 1 / 2 0 0, 0 1 / 2 Рћ, Рћ Рћ 1 / 2 СЃ некоторыми вакансиями РІ анионной части решетки; равновесие зарядов достигается усреднением валентности урана. Р�Р· СЂРёСЃ. 1.

12, РіРґРµ изображена структура 8 — UO3 РІ изометрической проекции, РІРёРґРЅРѕ, что каждый атом урана находится РІ октаэдре РёР· атомов кислорода, Р° каждый кислород имеет линейную СЃРІСЏР·СЊ СЃ ураном.

Эта структура может рассматриваться как структура перовскита АВО3, в которой вместо атома В в положении 1 / 2 1 / 2 1 / 2 имеется вакансия.

Однако РІ отличие РѕС‚ гексагональной UO3 РІ кубической модификации UO3 РІСЃРµ расстояния U-Рћ одинаковы Рё РІСЃРµ химические СЃРІСЏР·Рё — однотипные уранилО Вые.  [14]

Страницы:      1    2

Источник: https://www.ngpedia.ru/id313177p1.html

§6.2.Химические свойства

Все актиноиды
являются химически активными металлами.

Подобно
лантаноидам, 5f-элементы обладают высокой
химической активностью по отношению к
кислороду, галогенам, азоту, сере. Так,
торий, уран и нептуний уже при комнатной
температуре медленно окисляются на
воздухе. Чистый плутоний, оставленный
на воздухе является пирофорным.

Различие
химических свойств актиноидов и
лантаноидов проявляется в том, что
актиноиды легче вступают в реакции и
имеют разные валентные состояния.

Это
объясняется меньшим размером 5f-орбиталей
по сравнению с 4f-орбиталями, их
экранированностью внешними электронами
и поэтому способностью к более легкому
расширению за пределы 6s- и 6p-орбиталей.
Актиноиды склонны к гибридизации.

Особенно это характерно для тех элементов,
атомы которых имеют малое количество
5f-электронов. Объясняется это тем, что
энергии 5f-, 7s- и 6d-подуровней очень близки
.

  • Большинство
    элементов данной группы могут иметь
    разные степени окисления, причем в
    наиболее стабильных соединениях
    проявляются следующие степени окисления
    :
  • актиний — +3
  • торий — +4
  • протактиний — +5
  • уран — +6
  • нептуний — +5
  • плутоний — +4
  • америций и остальные
    актиноиды — +3

По химическим
свойствам актиний напоминает лантан,
что объясняется, в первую очередь, их
сходными ионными радиусами. Подобно
лантану, для актиния свойственна лишь
степень окисления +3.

Актиний в отличие
от лантана проявляет более слабую
реакционную способность и более ярко
выраженные осно́вные свойства.

Среди
остальных трёхзарядных ионов Ac3+
выделяется присутствием наиболее слабых
кислотных свойств, то есть актиний в
водных растворах гидролизуется лишь в
незначительной степени.

Торий
характеризуется высокой химической
активностью. Для тория, как и для элементов
четвёртой группы, характерна степень
окисления +4. Из-за отсутствия электронов
на 6d- и 5f-орбиталях соединения
четырёхвалентного тория не имеют
окраски. В растворах солей тория при pH
< 3 преобладают катионы [Th(H2O)8]4+.

Ион
Th4+ имеет необычайно большой радиус; в
зависимости от координационного числа
он может принимать значения от 0,95 до
1,14 Å. Именно с данной характерной
особенностью связана низкая способность
солей тория к гидролизу.

Отличительной
способностью солей тория считается их
высокая растворимость не только в воде,
но и в полярных органических растворителях.

Протактиний
имеет два валентных состояния — 5 и 4. В
отличие от стабильного пятивалентного
состояния четырёхвалентный протактиний
в растворах чрезвычайно легко окисляется
до Pa5+ кислородом воздуха.

В связи с этим
четырёхвалентный протактиний в растворах
получают действием сильных восстановителей
в атмосфере водорода. Четырёхвалентный
протактиний по химическим свойствам
является близким аналогом UIV и тория.

Известно, что PaIV образует много
кристаллических соединений, изоструктурных
с соединениями UIV и тория. Фториды,
фосфаты, гипофосфаты, иодаты и фениларсонаты
PaIV нерастворимы в воде и в достаточно
разбавленных кислотах. Протактиний
образует растворимые карбонаты.

По
гидролитическим свойствам пятивалентный
протактиний близок к TaV и NbV. Сложность
химического поведения протактиния
является следствием появления у атомов
данного элемента 5f-орбит.

Для урана,
как и для многих d-элементов, характерно
наличие нескольких степеней окисления,
в частности, уран принимает значения
валентности от 3 до 6, наиболее устойчивой
степенью окисления является +6.

В
шестивалентном состоянии уран является
полным электронным аналогом элементов
шестой группы, хотя значительная разница
в радиусах ионов U6+ и W6+ делает сходство
между ними лишь формальным (однако они
имеют одинаковые составы высших оксидов
и некоторых оксоанионов, например ).

В
соединениях уранаIV и уранаVI присутствует
ряд нестехиометрических соединений,
то есть оксиды переменного состава. К
примеру, химическую формулу его диоксида
— UO2 — правильнее записывать UO2+x, где x
имеет значения от −0,4 до +0,32. Соединения
уранаVI не являются сильными окислителями.

Соединения уранаIV проявляют
восстановительные свойства, например
легко окисляются кислородом из воздуха.
Соединения уранаIII являются очень
сильными восстановителями. Уран склонен
к образованию металлоорганических
соединений. Данное свойство объясняется
наличием d-орбитали.

Для нептуния
возможны валентности 3, 4, 5, 6 и 7. В растворах
он может находиться одновременно в
нескольких из них. Это объясняется
диспропорционированием пятивалентного
нептуния в сильнокислых растворах из-за
близости редокс-потенциалов ионных пар
нептуния. Наиболее стабильными в
растворах являются ионы NpV.

В твёрдых
соединениях нептуний устойчив и проявляет
валентность 4. Ионы NpIII и NpIV, как и других
актиноидов, существуют в воде в качестве
гидратированных катионов вышеуказанных
ионов нептуния. NpIII гидролизуется в
слабощелочной среде. Металлический
нептуний очень реакционноспособен.

Ионы данного элемента отличаются высокой
склонностью к образованию координационных
соединений и гидролизу.

Для плутония,
так же как и для нептуния, возможны
валентности от 3 до 7. Химическое поведение
плутония аналогично для урана и нептуния.
В химическом отношении плутоний является
весьма активным элементом. На воздухе
он окисляется, образуя плёнку из PuO при
50 °C. Плутоний заметно реагирует с
водородом даже при 25—50 °C.

Металлический
плутоний довольно активно взаимодействует
с галогенами и галогеноводородами.
Данный элемент обладает сильным
потенциалом к образованию интерметаллических
соединений. Реакции гидролиза ионов
плутония разных степеней окисления
довольно разнообразны.

Для PuIV в зависимости
от условий характерны реакции
полимеризации.

Наибольшим
разнообразием отличается америций, у
которого достоверно установлено наличие
степеней окисления от +2 до +6. Двухвалентный
америций получен только в сухих
соединениях и в неводных растворах
(ацетонитриле). Состояния окисления +3,
+5 и +6 характерны для водных растворов
америция, хотя известно большое количество
соответствующих им твёрдых соединений.

Четырёхвалентный америций образует
устойчивые твёрдые соединения (диоксид,
фторид, гидроксид америция), в водном
растворе он существует в виде различных
комплексных соединений. Сообщалось,
что в щелочном растворе америций может
быть окислен до семивалентного состояния,
однако эти данные оказались ошибочными.

Наиболее устойчивой валентностью
америция в водном растворе является
+3, в твёрдых соединения +3 и +4.

Валентность
+3 является доминирующей у всех последующих
элементов вплоть до лоуренсия (за
исключением, возможно, нобелия).

Кюрий
существует в четырёхвалентном состоянии
в твёрдых соединениях (фторид, диоксид
кюрия), а в водном растворе — только в
виде неустойчивого фторидного комплексного
соединения.

Сообщалось об окисления
кюрия в водном растворе до шестивалентного
состояния, однако другие исследователи
не смогли воспроизвести этот результат.

Берклий,
наряду с валентностью +3, также проявляет
валентность +4, более устойчивую чем у
кюрия; ей отвечает ряд твёрдых соединений
(фторид, диоксид берклия), а в водном
растворе устойчивость иона Bk4+ близка
к устойчивости иона Ce4+. У калифорния,
эйнштейния и фермия единственной
достоверной валентностью является +3.

Доказано наличие двухвалентного
состояния у менделевия и нобелия, причем
у нобелия оно является более устойчивым,
чем трёхвалентное.

Валентности двух
последних трансплутониевых элементов
— лоуренсия и резерфордия — очень
скудны; известно, что лоуренсий как в
растворе, так и в сухих соединениях
проявляет только валентность +3; а
резерфордий в виде хлорида ведет себя
подобно гафнию, то есть, по-видимому,
четырёхвалентен.

Из-за того
что торий, протактиний и уран имеют
высокие стабильные степени окисления,
их иногда ставят как элементы побочных
подгрупп четвёртой, пятой и шестой
групп.

Если бы и действительно существовала
такая тенденция, трансурановые элементы
должны были бы находится в восьмой и
седьмой группах, и у них легче, чем у
урана, должна была бы проявляться высокая
валентность.

Но этого не наблюдается,
потому что от урана до америция способность
создавать соединения с валентностью
+6 уменьшается. В этом можно убедиться,
проставляя полученные в стандартных
условиях редокс-потенциалы :

  1. уран: −0,32 В,
  2. нептуний: +0,34 В,
  3. плутоний: +1,04 В,
  4. америций: +1,34 В.
  5. Отсюда
    напрашивается вывод, что восстановительная
    способность иона M4+ возрастает от
    америция до урана.

Как и
лантаноиды, все металлы-актиноиды легко
соединяются с кислородом, галогенами
и халькогенами, углеродом, водородом и
серой.

Для америция установлено, что
возможно получить гидрид данного
вещества — AmH3. Торий, протактиний и уран
также соединяются с водородом при 250
°C. Создают гидриды и другие актиноиды.

Гидриды с общей формулой MH3 своими
свойствами напоминают соли. Все соединения
имеют чёрный цвет.

При реакции
с углеродом актиноиды преимущественно
создают карбиды с общей формулой MC, MC2,
а уран U2C3. С серой они производят сульфиды
с общей формулой M2S3 и MS2.

Источник: https://studfile.net/preview/1726270/page:6/

Ссылка на основную публикацию