Đồng vị của urani

bài viết danh sách Wikimedia
(Đổi hướng từ Đồng vị urani)

Uranium (U) là nguyên tố hóa học tự nhiên không có các đồng vị bền, nhưng nó có 2 đồng vị cơ bản là uranium-238uranium 235. Hai đồng vị này có tính phóng xạ với chu kỳ bán rã lâu dài và được tìm thấy với một lượng nhất định trong vỏ Trái Đất, cùng với sản phẩm phân rã urani-234. Khối lượng nguyên tử trung bình của urani tự nhiên là 238,02891(3) u. Các đồng vị khác như urani-232 được tạo ra từ các lò phản ứng tái sinh.

Urani,  92U
Two hands in brown gloves holding a blotched gray disk with a number 2068 hand-written on it
Tính chất chung
Tên, ký hiệuUrani, U
Phiên âm/jʊˈrniəm/
ew-RAY-nee-əm
Hình dạngKim loại màu xám bạc, ăn mòn trong không khí tạo lớp vỏ oxit màu đen.
Urani trong bảng tuần hoàn
Hydro (diatomic nonmetal)
Heli (noble gas)
Lithi (alkali metal)
Beryli (alkaline earth metal)
Bor (metalloid)
Carbon (polyatomic nonmetal)
Nitơ (diatomic nonmetal)
Oxy (diatomic nonmetal)
Fluor (diatomic nonmetal)
Neon (noble gas)
Natri (alkali metal)
Magnesi (alkaline earth metal)
Nhôm (post-transition metal)
Silic (metalloid)
Phosphor (polyatomic nonmetal)
Lưu huỳnh (polyatomic nonmetal)
Chlor (diatomic nonmetal)
Argon (noble gas)
Kali (alkali metal)
Calci (alkaline earth metal)
Scandi (transition metal)
Titani (transition metal)
Vanadi (transition metal)
Chrom (transition metal)
Mangan (transition metal)
Sắt (transition metal)
Cobalt (transition metal)
Nickel (transition metal)
Đồng (transition metal)
Kẽm (transition metal)
Gali (post-transition metal)
Germani (metalloid)
Arsenic (metalloid)
Seleni (polyatomic nonmetal)
Brom (diatomic nonmetal)
Krypton (noble gas)
Rubidi (alkali metal)
Stronti (alkaline earth metal)
Yttri (transition metal)
Zirconi (transition metal)
Niobi (transition metal)
Molypden (transition metal)
Techneti (transition metal)
Rutheni (transition metal)
Rhodi (transition metal)
Paladi (transition metal)
Bạc (transition metal)
Cadmi (transition metal)
Indi (post-transition metal)
Thiếc (post-transition metal)
Antimon (metalloid)
Teluri (metalloid)
Iod (diatomic nonmetal)
Xenon (noble gas)
Caesi (alkali metal)
Bari (alkaline earth metal)
Lantan (lanthanide)
Ceri (lanthanide)
Praseodymi (lanthanide)
Neodymi (lanthanide)
Promethi (lanthanide)
Samari (lanthanide)
Europi (lanthanide)
Gadolini (lanthanide)
Terbi (lanthanide)
Dysprosi (lanthanide)
Holmi (lanthanide)
Erbi (lanthanide)
Thulium (lanthanide)
Ytterbi (lanthanide)
Luteti (lanthanide)
Hafni (transition metal)
Tantal (transition metal)
Wolfram (transition metal)
Rheni (transition metal)
Osmi (transition metal)
Iridi (transition metal)
Platin (transition metal)
Vàng (transition metal)
Thuỷ ngân (transition metal)
Thali (post-transition metal)
Chì (post-transition metal)
Bismuth (post-transition metal)
Poloni (metalloid)
Astatin (diatomic nonmetal)
Radon (noble gas)
Franci (alkali metal)
Radi (alkaline earth metal)
Actini (actinide)
Thori (actinide)
Protactini (actinide)
Urani (actinide)
Neptuni (actinide)
Plutoni (actinide)
Americi (actinide)
Curium (actinide)
Berkeli (actinide)
Californi (actinide)
Einsteini (actinide)
Fermi (actinide)
Mendelevi (actinide)
Nobeli (actinide)
Lawrenci (actinide)
Rutherfordi (transition metal)
Dubni (transition metal)
Seaborgi (transition metal)
Bohri (transition metal)
Hassi (transition metal)
Meitneri (unknown chemical properties)
Darmstadti (unknown chemical properties)
Roentgeni (unknown chemical properties)
Copernici (transition metal)
Nihoni (unknown chemical properties)
Flerovi (post-transition metal)
Moscovi (unknown chemical properties)
Livermori (unknown chemical properties)
Tennessine (unknown chemical properties)
Oganesson (unknown chemical properties)
Nd

U

(Uqq)
ProtactiniUraniNp
Số nguyên tử (Z)92
Khối lượng nguyên tử chuẩn (±) (Ar)238.02891(3)
Phân loại  họ actini
Nhóm, phân lớpn/a, f
Chu kỳChu kỳ 7
Cấu hình electron[Rn] 5f3 6d1 7s2
mỗi lớp
2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
Tính chất vật lý
Trạng thái vật chấtRắn
Nhiệt độ nóng chảy1405.3 K ​(1132.2 °C, ​2070 °F)
Nhiệt độ sôi4404 K ​(4131 °C, ​7468 °F)
Mật độ19.1 g·cm−3 (ở 0 °C, 101.325 kPa)
Mật độ ở thể lỏngở nhiệt độ nóng chảy: 17.3 g·cm−3
Nhiệt lượng nóng chảy9.14 kJ·mol−1
Nhiệt bay hơi417.1 kJ·mol−1
Nhiệt dung27.665 J·mol−1·K−1
Áp suất hơi
P (Pa)1101001 k10 k100 k
ở T (K)232525642859323437274402
Tính chất nguyên tử
Trạng thái oxy hóa6, 5, 4, 3,[1] 2, 1 ​(ôxit cơ bản yếu)
Độ âm điện1.38 (Thang Pauling)
Bán kính cộng hoá trịthực nghiệm: 156 pm
Bán kính liên kết cộng hóa trị196±7 pm
Bán kính van der Waals186 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thểTrực thoi
Cấu trúc tinh thể Trực thoi của Urani
Vận tốc âm thanhque mỏng: 3155 m·s−1 (ở 20 °C)
Độ giãn nở nhiệt13.9 µm·m−1·K−1 (ở 25 °C)
Độ dẫn nhiệt27.5 W·m−1·K−1
Điện trở suấtở 0 °C: 0.280 µΩ·m
Tính chất từThuận từ
Mô đun Young208 GPa
Mô đun cắt111 GPa
Mô đun khối100 GPa
Hệ số Poisson0.23
Số đăng ký CAS7440-61-1
Lịch sử
Đặt tênTheo tên Sao Thiên Vương
Phát hiệnMartin Heinrich Klaproth (1789)
Tách ra lần đầuEugène-Melchior Péligot (1841)
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Urani
IsoNAChu kỳ bán rãDMDE (MeV)DP
232UTổng hợp68,9 nămα5.414228Th
SF(nhiều)
233UVết1.592×105 nămα4.909229Th
SF197.93[2](nhiều)
234U0.005%2.455×105 nămα4.859230Th
SF197.78(nhiều)
235U0.720%7.04×108 nămα4.679231Th
SF202.48(nhiều)
236UVết2.342×107 nămα4.572232Th
SF201.82(nhiều)
238U99,2742%4,468×109 nămα4,270234Th
SF205.87(nhiều)
ββ238Pu
240UVết14,1 giờβ-240Np
α236Th

Về mặt lịch sử, các đồng vị của urani gồm

  • uranium II, 234U
  • actino-uranium, 2um35U
  • uranium I, 238U

Uranium tự nhiên là tổ hợp của 3 đồng vị chính, uranium-238 (99,28% phổ biến nhất), uranium-235 (0,71%), và uranium-234 (0,0054%). Ba đồng vị này đều có tính phóng xạ, tạo ra các đồng vị phóng xạ khác, trong đó phổ uranium-238 là phổ biến và bền nhất với chu kỳ bán rã 4,51×109 năm (gần bằng tuổi của Trái Đất, uranium-235 có chu kỳ bán rã 7,13×108 năm, và uranium-234 có chu kỳ bán rã 2,48×105 năm.[3]

Uranium-238 phát xạ α, phân rã qua 18 hạt nhân trong chuỗi phân rã uranium để tạo ra sản phẩm cuối cùng là chì-206.[4] Tốc độ phân rã không đổi trong các chuỗi này giúp cho việc so sánh tỉ số giữa hạt nhân mẹ và hạt nhân con được dùng để xác định tuổi phóng xạ. Uranium-233 được tạo ra từ thorium-232 bằng cách bắn phá neutron.

Đồng vị uranium-235 có vai trò quan trọng trong các lò phản ứng hạt nhânvũ khí hạt nhân vì nó là đồng vị duy nhất ở dạng tự nhiên có khả năng bị phá vỡ bởi các neutron nhiệt.[4] Đồng vị uranium-238 cũng quan trọng vì nó hấp thụ neutron để tạo ra các đồng vị phóng xạ plutonium-239.

Bảng biểu

Ký hiệu
hạt nhân
Z(p)N(n) 
khối lượng đồng vị (u)
 
bán rãspinthành phần
đồng vị
đại diện
(tỉ lệ mol)
hàm lượng tự nhiên
(tỉ lệ mol)
năng lượng kích thích
217U92125217.02437(9)26(14) ms [16(+21-6) ms]1/2-#
218U92126218.02354(3)6(5) ms0+
219U92127219.02492(6)55(25) µs [42(+34-13) µs]9/2+#
220U92128220.02472(22)#60# ns0+
221U92129221.02640(11)#700# ns9/2+#
222U92130222.02609(11)#1.4(7) µs [1.0(+10-4) µs]0+
223U92131223.02774(8)21(8) µs [18(+10-5) µs]7/2+#
224U92132224.027605(27)940(270) µs0+
225U92133225.02939#61(4) ms(5/2+)#
226U92134226.029339(14)269(6) ms0+
227U92135227.031156(18)1.1(1) min(3/2+)
228U92136228.031374(16)9.1(2) min0+
229U92137229.033506(6)58(3) min(3/2+)
230U92138230.033940(5)20.8 d0+
231U92139231.036294(3)4.2(1) d(5/2)(+#)
232U92140232.0371562(24)68.9(4) y0+
233U92141233.0396352(29)1.592(2)×105 y5/2+
234U92142234.0409521(20)2.455(6)×105 y0+[0.000054(5)]0.000050-0.000059
234mU1421.32(10) keV33.5(20) µs6-
235U92143235.0439299(20)7.04(1)×108 y7/2-[0.007204(6)]0.007198-0.007207
235mU0.0765(4) keV~26 min1/2+
236U92144236.045568(2)2.342(3)×107 y0+
236m1U1052.89(19) keV100(4) ns(4)-
236m2U2750(10) keV120(2) ns(0+)
237U92145237.0487302(20)6.75(1) d1/2+
238U92146238.0507882(20)4.468(3)×109 y0+[0.992742(10)]0.992739-0.992752
238mU2557.9(5) keV280(6) ns0+
239U92147239.0542933(21)23.45(2) min5/2+
239m1U20(20)# keV>250 ns(5/2+)
239m2U133.7990(10) keV780(40) ns1/2+
240U92148240.056592(6)14.1(1) h0+
241U92149241.06033(32)#5# min7/2+#
242U92150242.06293(22)#16.8(5) min0+

Tham khảo

Bản mẫu:Isotope nav