Что (кто) такое Уран - определение

Уран U (Uran, Uranium; при O=16 атомн. вес U=240) - элемент снаибольшим атомным весом; все элементы, по атомному весу, помещаютсямежду водородом и ураном. Это тяжелейший член металлической подгруппы VIгруппы периодической системы. Важнейшие кислородные соединения У., как идля серы, суть двуокись UO2 и трехокись UO3 Оба окисла представляютвысокий тип; но, благодаря большому атомному весу элемента, им свойственосновной характер, вовсе не соединяется со щелочами, а только скислотами, образуя соли, в которых У. является четырехвалентнымметаллом, напр. cернокислый У., U(SO4)2 9H2O, кристаллизирующийся изводных растворов в виде зеленоватых ромбических призм. UО3 дает скислотами только основные соли, напр. азотнокислый уранил (UO2)(NO3)26H2O - лимонно-желтые, флюоресцирующие ромбические призмы, хорошорастворимые в воде и расплывающиеся на воздухе. В таких соляхдвухвалентный остаток трехокиси, (UO2)II, играет роль как бы особогометалла; при соляном обмене он целиком переходит из частицы в частицу,вследствие чего и получил особое название - уранил (Аналогичные терминыупотребляются и в номенклатуре других элементов: хромил (CrO2)II,сульфурил (SO2)II, карбонил (СО)II; но там они не имеют того значения,как для соединений У., что ясно из нижеследующего. В свободном виде этот уранил есть не что иное, как двуокись, котораяпри первоначальном изучении соединений У. (Клапрот, 1789) была принятаза элемент, благодаря своему металлическому виду и неспособностивосстановляться общепринятыми в то время способами. Металлический У. былдобыть только спустя более 50 лет после того (Пелиго, 1842). Существуютмногочисленные двойные соли уранила. Трехокись не лишена, однако, иангидридных свойств, как и подобает окислу аналогичному с СгO3, МоO3,WO3; для ее эти свойства только наиболее ослаблены, как это имеет местодля МоO3 сравнительно с СгОз и для WO3 сравнительно с МоO3.Урановокислые соли щелочных металлов осаждаются из растворов содейуранила едкими щелочами, а урановокислые соли щелочноземельных и прочихметаллов осаждаются аммиаком из смеси растворов солей уранила и солейсоответствующих металлов. почти все урановокислые соли аналогичны посоставу хромпику, т. е. отвечают кислоте H2U2O7. Так назыв. зеленаяокись У., U3O8, представляет урановокислый У., именно U3O8 = UO2(UO3)2 =U(UO4)2 т. е. это средняя соль У. и урановой кислоты; здесьчетырехвалентный У. замещает четыре водорода в двух частицах нормальнойурановой кислоты H2UO4, а черная окись У., U2O5, есть основная соль тойже кислоты, U2O5=(UO)UO4. Если прибавлять очень разведенную перекисьводорода к раствору азотнокислого уранила, то получается желтовато белыйосадок UO42Н2О - это над-урановая кислота; прибавляя вместе с перекисьюводорода и едкий натр, получают кристаллический, золотисто-желтыйпорошок - над-урановокислый натрий Na4UO88H2O. На основании способностик расщеплению гидролитического характера этой и других подобных солейможно полагать (Меликов и Писаржевсмй), что вообще в соединениях этогорода присутствуют сочетания UO4 с перекисями металлов. Сам надурановыйангидрид обладает точно также перекисным характером, что можно выразитьтакой формулой O2(UO2) - перекись уранила. У. принадлежит к числу довольно редких элементов; обычным источникомего соединений служит смоляная обманка или смоляная урановая руда,которая встречается в рудных месторождениях Саксонии и Богемии, вокрестностях Адрианополя, в Корнваллисе и нек. др. местах и содержитупомянутой зеленой окиси от 40 до 90%; кроме того, известны урановаяслюда - двойная фосфорноурановокальциевая соль, желтого цвета,(UO2)2Ca(PO4)28H2O, торбернит - зеленая фосфорноураново-медная соль(UO2Cu(PO4)2 8H2O, либигит - двойная угле-урановокадьцевая сольUO2CO3CaCO3 10H2O, урано-танталит или самарскит, где присутствуютниобиевокислый и танталовокислый уранил, клевеит и некот. друг.минералы. Иногда содержащие У. минералы заключают в своем составе редкиеметаллы, напр., тоpий; из них выделен также аргон и гелий, вместе сгазообразным азотом, при чем осталось невыясненным, в какой форме этиэлементы здесь находятся. Смоляная руда содержит различные примеси, аименно свинцовый блеск, сернистое железо, мышьяк, силикаты и проч. Приобработке руду прежде всего обжигают для удаления большей части серы имышьяка, затем измельчают, промывают слабой соляной кислотой иобрабатывают азотной кислотой, при чем в раствор переходит азотнокислыйуранил (UO2)(NO3)2. раствор выпаривают досуха и извлекают водой(UO2)(NO3)2; зеленовато-желтый раствор фильтруют и подвергают испарению,при чем происходит осаждение (UO2)(NO3)2 в виде лучистокристаллическоймассы (состав дан выше). Для полного очищения (UO2)(NO3)2перекристаллизовывают из эфира, в котором он хорошо растворим. Если нагревать азотнокислый уранил при 250°, пока не прекратитсявыделение кислых паров, то он превращается в трехокись UO3 -буровато-желтый порошок. Та же соль при испарении ее раствора вабсолютном спирте, после умеренного нагревания, превращается в гидраттрехокиси UO2(OH)2 + Н2О, который представляет желтую массу, теряющуюпри 100°, а в пустоте и при обыкн. темп., кристаллизационную воду (т. е.получается H2UO4). При 400° этот гидрат теряет всю воду и частькислорода, превращаясь в зеленую окись U3O8, которая при высокойтемпературе есть наиболее постоянный окисел У. Очень сильное каление,при быстром затем охлаждении - особенно в струе индифферентного газа -может повести к дальнейшей потере кислорода и образованию черной окисиU205 и даже UO2; прокаливание в струе кислорода и охлаждение в том жегазе всегда приводит к чистой U3O8 (Это - по Кл. Циммерману, которыйвообще отрицает постоянство состава черной окиси). При нагреваниизеленой окиси или щавелевокислого уранила в струе водорода возникаетдвуокись У., UO2 в виде пирофорного порошка бурого или медно-красногоцвета, уд. веса 10, 15; полученная при восстановлении углем, онапредставляет черный кристаллический порошок; после промывки разбавленнойсоляной кислотой, из сплава с бурой получается в виде черных октаэдров,изоморфных с двуокисью тория. При нагревании на воздухе UO2 сновасгорает в U3O8; в крепких кислотах растворяется, образуя зеленые соли.Из соляных растворов едкие щелочи осаждают гидрат двуокиси -красно-бурые хлопья, чернеющие при кипячении смеси. Гидрат легкорастворяется даже в разведенных кислотах. Соли двуокиси на воздухе легкоокисляются в соли уранила. Из соединений У. с галоидами особый интерес представляетчетыреххлористый У., UCI4; возможность получения его при накаливаниисмеси UO2 с углем в струе хлора впервые показала сложность уранила, аплотность пара этого соединения, как и UВr4, окончательно удостоверила(Циммерман, 1881) принятый ныне атомный вес У., предложенный Д. И.Менделеевым (1871) на основании требований периодического закона ( Современи Пелиго У. уподобляли железу, что приводит к таким формуламокислов У.: UO, U203 и V3O4 при U=120. Аналогия соединений железных сурановыми в самом деле существует, но она далеко не такова, чтобы можнобыло относить железо и У. к одной группе. Удвоение атомного веса впервыеуказало истинное положение У. среди других элементов. Плотность пара прикрасном калении оказалась равной, по отношению к воздуху, для UCI4 13,3, а для Ubr4 19, 5. Теплоемкость У. точно так же отвечает предложенномуМенделеевым атомному весу (см. ниже)). UCI4 образуется путем сжиганияпорошкообразного У. в хлоре или при нагревании UO2 в хлористом водороде,а проще всего при накаливании какого-либо окисла У., смешанного с углемв струе сухого хлора, при чем возникает вместе с СО и СО2 красный парUCI4, сгущающийся в более холодной части прибора в темнозеленые, почтичерные, блестящие октаэдры правильной системы. UCI4 сильно дымит навоздухе и быстро расплывается; в воде растворяется при выделении тепла,образуя изумрудно-зеленый раствор, который, если не был нагреваем,содержит неразложенный UC4 и обладает восстановительными свойствами -превращает FeCI3 в FeCI2, осаждает металлическое золото и серебро из ихрастворов; но уже при кипячении происходит выделение НСI, полное жеиспарение приводит к гидрату двуокиси. Известно соединение с аммиаком3UCI44NH3. При нагревании UCI4 в струе водорода получается UCI3,красновато-бурый порошок, трудно летучий и растворяющийся легко в воде скрасным цветом; такой раствор затем, при выделении водорода, постепеннопревращается в зеленый. При нагревании UCI4 в струе хлора возникаетнесколько более летучий UCI5 (Роско), в виде темных игольчатыхкристаллов, отражающих металлически-зеленый цвет, а в проходящем светекажущихся рубиново красными; при быстром токе хлора UCI5 получается вформе бурого, легкого порошка. Ucl5 очень гигроскопичен, в водерастворяется с желтоватозеленым цветом, в атмосфере СО2 начинаетразлагаться уже при 120° на UCI4 и свободный хлор, а при 235° разложениестановится полным. С UCI4 сходно во многих отношениях соответственноебромистое соединение; йодистое известно только в растворе, а фтористоенерастворимо в воде и получается в виде объемистого зеленого порошка,если прибавить плавиковой кислоты к раствору UCI4. Известны двойныесоединения KUF5 и Na2UCI6 (Это кристаллическое вещество, яблочнозеленогоцвета, получается (Муассан), когда при темно-красном калении пропускаютнад поваренной солью пары UCI4; оно плавится при 390°, растворимо вхолодной воде и спиртом разлагается. Подвергая расплавленный Na2UCl6электролизу, Муассан получил порошок металлического У.; нагреваниеNa2UCI6 с металлическим натрием в железном, закрывающемся винтовоюкрышкою сосуде привело к тому же результату при сильно-экзотермическомвзаимодействии.). Бинарных галоидных соединений шестивалентного У.неизвестно, а существуют только кислородо-галоидные соединения, как идля хрома или серы (если не считать SF6) - это фтористый, хлористый ибромистый уранилы. UO2СI2 получается, если нагревать до красного каленияUO2 в струе сухого хлора; трубка наполняется оранжево-желтым паром этогосоединения, который осаждается на стенках в виде желтой кристаллическоймассы, легкоплавкой, но трудно летучей. UO2CI2 растворяется в воде,спирте, эфире и при испарении водного раствора кристаллизуется ссодержанием воды - UO2CI2H2O; те же кристаллы можно получить и израствора UO3 в соляной кислоте. Очевидно, столь определенныехлорангидридные свойства CrO2CI2 совершенно исчезли у его аналога; это -соль соляной кислоты, хлористый уранил. Таково влияние высокого атомноговеса У. Существуют кристаллические двойные соли такого состава:аммонийная и калиевая 2NH4CI UO2CI2 2H20, 2KCI UO2CI2 2H2O, а дляфтористого уранила более сложная 3KFUO2F2. Если нагревать металлический У. в парах серы, то он загорается ипревращается в сернистый У. US2, серовато-черный порошок, которыйделается кристаллическим при прокаливании без доступа воздуха. То жесоединение получается при красном калении из UCI4 в струе сероводорода;в виде гидрата оно осаждается сернистым аммонием из растворов солей У.Под влиянием влажного воздуха US2 выделяет H2S и превращается в UO2S,сернистый уранил. UO2SH2O, в виде темно-бурого осадка, получается и придействии сернистого аммония на растворы солей уранила. При 1000°металлический У. поглощает азот (Муассан), превращаясь в азотистый У,желтого цвета и неизвестного пока состава. Черный порошок другогоазотистого соединения U3N4 возникает, еслинагревать смесь UCI4 снашатырем в атмосфере аммиака.. Карбид У., U2C3, получается (Муассан)при сплавлении 500 гр. зеленой окиси с 60 гр. угля (из сахара) вэлектрической печи в течение 8 - 10 минут током в 900 ампер и 50 вольт;это - металлического вида кусочки с кристаллическим изломом и внешнимвидом висмута; уд. в. 11,28 (определен в бензине). Карбид разлагаетсяводою таким образом, что около 1/3, углерода выделяется в видегазообразных углеводородов (анализ газов показал 78 - 81 % метана, 5 - 7% этилена, 0,2 - 0,7 % ацетилена и 13,5 - 15,0% водорода), а остальнойуглерод находится в составе жидких и твердых углеводородов, образующихсявместе с газообразными. Твердость карбида не особенно велика: он чертитстекло и горный хрусталь, но не корунд; при ударе твердым телом дает,подобно металлическому У., искры; при растирании в агатовой ступке можетзагореться. Металлический У. впервые был добыт Пелиго действием натрия или калияна UCI4, и именно в присутствии хлористого калия. В недавние годыМуассан повторил старые опыты и применил свой метод получения металлапутем восстановления зеленой окиси У. углем в электрической печи.Последний путь оказался наиболее простым: смесь из 500 гр. U3O8 и 40 гр.угля впрессовывается в угольный тигель и подвергается действию повольтовой дуге от тока в 800 ампер и 45 вольт в продолжении 7 - 8 минут;в результате около 350 гр. сплавленного металла, который почти несодержит углерода или даже совершенно свободен от него, но тогда можетсодержать некоторую примесь оксидов У. Освободить У. от углерода удаетсяпутем продолжительного нагревания в тигле с набойкою, которая содержитU3O8; этот тигель помещают в другом тигле и, чтобы избежатьвозникновения азотистого У., засыпают его титанистым материалом. ЧистыйУ. имеет белый цвет без синеватого огонька, свойственного железу,которому подобен по блеску; легко поддается действию напилка и хорошополируется; уд. вес 18,7 при 14°; теплоемкость 0,02765 (следовательно,атомная теплоемкость 6,6). В форме сплошного куска У. очень медленноизменяется на воздухе; полированная поверхность постепенно делаетсястально-синею и, наконец, черною; под водою он точно также покрываетсяслоем окисла. В разведенной серной кислоте У. растворяется, привыделении водорода, медленно при обыкновенной температуре и быстро принагревании, в соляной же кислоты - быстро уже на холоду; получаются солидвуокиси. В виде порошка У. окисляется на воздухе и разлагает воду, то идругое - при обыкновенной температуре - медленно; при 100° водуразлагает быстрее и при 170° загорается в кислороде; в атмосфере фторазагорается при обыкновенной температуре, в хлоре при 180°, в парах бромапри 210°, йода - при 260° и серы - при 500°. При накаливании У. плавитсяи улетучивается легче железа. Не притягивается магнитом, если несодержит железа. Практические применения соединений У. довольно ограниченны. Урановаяжелтая краска, именно ураново-кислый натрий Na2U2O7 употребляется встеклоделии, так как способна сплавляться со стеклом, сообщая ему желтыйцвет с зеленым рефлексом - урановое стекло. Двуокись У. окрашивает стеклянные сплавы в черныйцвет и употребляется, как черная краска для живописи по фарфору. Впоследние годы была открыта (Беккерель, 1896 г.) для У. и различныхсоединений его способность испускать, даже после продолжительногохранения в темноте, особые лучи, которые могут проникать чрезнепрозрачные тела, действовать на фотографическую пластинку, производитьразряд наэлектризованных тел и проч. Это свойство приобрело в настоящеевремя название радиоактивности и принадлежит некоторым малоизученным,почти не открытым еще элементам (радий, полонии, актиний), соединениякоторых в ничтожно малых количествах примешаны к урановым и другимрадиоактивным минералам. Азотнокислый уранил употребляется для объемногоопределения фосфорной кислоты. Растворимые соли У. ядовиты; введениерастворов их под кожу, уже в малых дозах, вызывает явления сахарнойболезни. С. С. Колотов.

м.
Одна из девяти - седьмая от Солнца - больших планет Солнечной системы.