Đồng vị của urani

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
(đổi hướng từ Đồng vị urani)
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
Hiđrô (diatomic nonmetal)
Hêli (noble gas)
Liti (alkali metal)
Berili (alkaline earth metal)
Bo (metalloid)
Cacbon (polyatomic nonmetal)
Nitơ (diatomic nonmetal)
Ôxy (diatomic nonmetal)
Flo (diatomic nonmetal)
Neon (noble gas)
Natri (alkali metal)
Magiê (alkaline earth metal)
Nhôm (post-transition metal)
Silic (metalloid)
Phốtpho (polyatomic nonmetal)
Lưu huỳnh (polyatomic nonmetal)
Clo (diatomic nonmetal)
Argon (noble gas)
Kali (alkali metal)
Canxi (alkaline earth metal)
Scandi (transition metal)
Titani (transition metal)
Vanadi (transition metal)
Chrom (transition metal)
Mangan (transition metal)
Sắt (transition metal)
Coban (transition metal)
Niken (transition metal)
Đồng (transition metal)
Kẽm (transition metal)
Gali (post-transition metal)
Gecmani (metalloid)
Asen (metalloid)
Selen (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)
Tecneti (transition metal)
Rutheni (transition metal)
Rhodi (transition metal)
Paladi (transition metal)
Bạc (transition metal)
Cadimi (transition metal)
Indi (post-transition metal)
Thiếc (post-transition metal)
Antimon (metalloid)
Telua (metalloid)
Iốt (diatomic nonmetal)
Xenon (noble gas)
Xêsi (alkali metal)
Bari (alkaline earth metal)
Lantan (lanthanide)
Xeri (lanthanide)
Praseodymi (lanthanide)
Neodymi (lanthanide)
Promethi (lanthanide)
Samari (lanthanide)
Europi (lanthanide)
Gadolini (lanthanide)
Terbi (lanthanide)
Dysprosi (lanthanide)
Holmi (lanthanide)
Erbi (lanthanide)
Thuli (lanthanide)
Ytterbi (lanthanide)
Luteti (lanthanide)
Hafni (transition metal)
Tantan (transition metal)
Wolfram (transition metal)
Rheni (transition metal)
Osmi (transition metal)
Iridi (transition metal)
Platin (transition metal)
Vàng (transition metal)
Thuỷ ngân (transition metal)
Tali (post-transition metal)
Chì (post-transition metal)
Bitmut (post-transition metal)
Poloni (post-transition metal)
Astatin (metalloid)
Radon (noble gas)
Franxi (alkali metal)
Radi (alkaline earth metal)
Actini (actinide)
Thori (actinide)
Protactini (actinide)
Urani (actinide)
Neptuni (actinide)
Plutoni (actinide)
Americi (actinide)
Curi (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)
Copernixi (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)
protactiniumUranineptunium
Số nguyên tử (Z)92
Khối lượng nguyên tử chuẩn (±) (Ar)238.02891(3)
Phân loại  họ actini
Nhóm, phân lớpn/af
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) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
ở T (K) 2325 2564 2859 3234 3727 4402
Tính chất nguyên tử
Trạng thái ôxy 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 nén100 GPa
Hệ số Poisson0.23
Số đăng ký CAS7440-61-1
Lịch sử
Đặt tênTheo tên hành tinh 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
iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP
232U tổng hợp 68,9 năm tự phát
α 5.414 228Th
233U tổng hợp 1.592×105 năm tự phát 197.93[2]
α 4.909 229Th
234U 0.005% 2.455×105 năm SF 197.78
α 4.859 230Th
235U 0.720% 7.04×108 năm SF 202.48
α 4.679 231Th
236U tổng hợp 2.342×107 năm SF 201.82
α 4.572 232Th
238U 99,2742% 4,468×109 năm α 4,270 234Th
tự phát 205.87

Urani (U) là nguyên tố hóa học tự nhiên không có các đồng vị bền, nhưng nó có 2 đồng vị cơ bản là urani-238urani 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.

Về mặt lịch sử, các đồng vị của urani gồm

  • urani II, 234U
  • actino-urani, 235U
  • urani I, 238U

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

Urani-238 phát xạ α, phân rã qua 18 hạt nhân trong chuỗi phân rã urani 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. Urani-233 được tạo ra từ thori-232 bằng cách bắn phá neutrong.

Đồng vị urani-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 urani-238 cũng quan trọng vì nó hấp thụ neutron để tạo ra các đồng vị phóng xạ plutoni-239.

Bảng biểu[sửa | sửa mã nguồn]

Ký hiệu
hạt nhân
Z(p) N(n)  
khối lượng đồng vị (u)
 
bán rã spin thành phần
đồng vị
đại diện
(tỉ lệ mol)
hàm lượng tự nhiên
(tỉ lệ mol)
năng lượng kích thích
217U 92 125 217.02437(9) 26(14) ms [16(+21-6) ms] 1/2-#
218U 92 126 218.02354(3) 6(5) ms 0+
219U 92 127 219.02492(6) 55(25) µs [42(+34-13) µs] 9/2+#
220U 92 128 220.02472(22)# 60# ns 0+
221U 92 129 221.02640(11)# 700# ns 9/2+#
222U 92 130 222.02609(11)# 1.4(7) µs [1.0(+10-4) µs] 0+
223U 92 131 223.02774(8) 21(8) µs [18(+10-5) µs] 7/2+#
224U 92 132 224.027605(27) 940(270) µs 0+
225U 92 133 225.02939# 61(4) ms (5/2+)#
226U 92 134 226.029339(14) 269(6) ms 0+
227U 92 135 227.031156(18) 1.1(1) min (3/2+)
228U 92 136 228.031374(16) 9.1(2) min 0+
229U 92 137 229.033506(6) 58(3) min (3/2+)
230U 92 138 230.033940(5) 20.8 d 0+
231U 92 139 231.036294(3) 4.2(1) d (5/2)(+#)
232U 92 140 232.0371562(24) 68.9(4) y 0+
233U 92 141 233.0396352(29) 1.592(2)×105 y 5/2+
234U 92 142 234.0409521(20) 2.455(6)×105 y 0+ [0.000054(5)] 0.000050-0.000059
234mU 1421.32(10) keV 33.5(20) µs 6-
235U 92 143 235.0439299(20) 7.04(1)×108 y 7/2- [0.007204(6)] 0.007198-0.007207
235mU 0.0765(4) keV ~26 min 1/2+
236U 92 144 236.045568(2) 2.342(3)×107 y 0+
236m1U 1052.89(19) keV 100(4) ns (4)-
236m2U 2750(10) keV 120(2) ns (0+)
237U 92 145 237.0487302(20) 6.75(1) d 1/2+
238U 92 146 238.0507882(20) 4.468(3)×109 y 0+ [0.992742(10)] 0.992739-0.992752
238mU 2557.9(5) keV 280(6) ns 0+
239U 92 147 239.0542933(21) 23.45(2) min 5/2+
239m1U 20(20)# keV >250 ns (5/2+)
239m2U 133.7990(10) keV 780(40) ns 1/2+
240U 92 148 240.056592(6) 14.1(1) h 0+
241U 92 149 241.06033(32)# 5# min 7/2+#
242U 92 150 242.06293(22)# 16.8(5) min 0+

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Morss, L.R.; Edelstein, N.M. and Fuger, J. biên tập (2006). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (ấn bản 3). Netherlands: Springer. ISBN 9048131464.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách biên tập viên (liên kết)
  2. ^ Magurno, B.A.; Pearlstein, S biên tập (1981). Proceedings of the conference on nuclear data evaluation methods and procedures. BNL-NCS 51363, vol. II (PDF). Upton, NY (USA): Brookhaven National Lab. tr. 835 ff. Truy cập ngày 6 tháng 8 năm 2014.
  3. ^ Seaborg, Encyclopedia of the Chemical Elements (1968), page 777
  4. ^ a b Dải phân rã urani-235 (also called actino-uranium) có 15 thành viên và kết thúc là chì-207, protactini-231actini-227.

Bản mẫu:Isotope nav