Uranyum

Uranyum, ₉₂U

Uranyum
Telaffuz	/j[unsupported input]eɪniəm/ ​(ewr-AY-nee-əm)
Görünüm	gümüşi gri metalik; havada pullanan siyah oksit tabakaya paslanır
Standart atom ağırlığı Ar, std(U)	7002238028910000000♠238.02891(3)
Periyodik tablodaki Uranyum
Nd ↑ U ↓ (Uqh) protaktinyum ← uranyum → neptunyum
Atom numarası (Z)	92
Grup	n/a
Period	periyot 7
Blok	f-blok
Element kategorisi	Aktinit
Elektron konfigürasyonu	[Rn] 5f3 6d1 7s2
Kabuk başına elektron	2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
Fiziksel özellikler
STP de Faz	katı
Erime noktası	1405.3 K ​(1132.2 °C, ​2070 °F)
Kaynama noktası	4404 K ​(4131 °C, ​7468 °F)
Yoğunluk (r.t. yakın)	19.1 g/cm3
sıvı olduğunda ( m.p.)	17.3 g/cm3
Isı entalpisi	9.14 kJ/mol
Buharlaştırma ısı	417.1 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	27.665 J/(mol·K)
Buhar basıncı P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 2325 2564 2859 3234 3727 4402
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları	+1, +2, +3, +4, +5, +6 (bir zayıf baz oksit)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 1.38
İyonlaşma enerjisi	1.: 597.6 kJ/mol 2.: 1420 kJ/mol
Atom yarıçapı	deneysel: 156 pm
Kovalent yarıçapı	196±7 pm
Van der Waals yarıçapı	186 pm
uranyum spektral çizgileri
Diğer özellikler
Kristal yapı	​ortorombiktir
Sesin hızı kalay çubuk	3155 m/s (20 °C)
Termal Genleşme	13.9 µm/(m·K) (25 °C)
Termal iletkenlik	27.5 W/(m·K)
Elektriksel direnç	0.280 µΩ·m (at 0 °C)
Manyetik sıralama	paramanyetik
Young modülü	208 GPa
Kayma modülü	111 GPa
Bulk modülü	100 GPa
Poisson oranı	0.23
Vickers sertliği	1960–2500 MPa
Brinell sertliği	2350–3850 MPa
CAS Numarası	7440-61-1
Tarihçe
Adlandırma	Uranüs gezegeninden sonra, adını Yunan gök tanrısı Uranüs'ten alır
Keşfeden	Martin Heinrich Klaproth (1789)
İlk izolasyon	Eugène-Melchior Péligot (1841)
uranyum ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma 232U syn 68.9 y SF – α 228Th 233U izi 1.592×105 y SF – α 229Th 234U 0.005% 2.455×105 y SF – α 230Th 235U 0.720% 7.04×108 y SF – α 231Th 236U trace 2.342×107 y SF – α 232Th 238U 99.274% 4.468×109 y α 234Th SF – β−β− 238Pu

Uranyum, sembolü U ve atom numarası 92 olan kimyasal bir elementtir. Periyodik tablonun aktinit serisinde bulunan gümüşi gri bir metaldir. Bir uranyum atomunun 92 protonu ve 92 elektronu vardır, bunlardan 6'sı değerlik elektronudur. Uranyum zayıf radyoaktiftir çünkü uranyumun tüm izotopları kararsızdır; doğal olarak oluşan izotoplarının yarı ömürleri 159.200 yıl ile 4.5 milyar yıl arasında değişiyor. Doğal uranyumdaki en yaygın izotoplar uranyum-238 (146 nötron içerir ve Dünya'daki uranyumun %99'undan fazlasını oluşturur) ve uranyum-235 (143 nötron içerir). Uranyum, ilkel olarak oluşan elementler arasında en yüksek atom ağırlığına sahiptir. Yoğunluğu kurşununkinden yaklaşık %70 daha yüksek ve altın veya tungstenden biraz daha düşüktür. Toprakta, kayada ve suda milyonda birkaç parça gibi düşük konsantrasyonlarda doğal olarak bulunur ve ticari olarak uraninit gibi uranyum içeren minerallerden çıkarılır.

Doğada uranyum, uranyum-238 (%99.2739–99.2752), uranyum-235 (%0.7198–0.7202) ve çok az miktarda uranyum-234 (% 0.0050–0.0059) olarak bulunur. Uranyum, bir alfa parçacığı yayarak yavaş yavaş bozunur. Uranyum-238'in yarı ömrü yaklaşık 4,47 milyar yıl ve uranyum-235'in yarı ömrü 704 milyon yıldır, bu da onları Dünya'nın yaşını belirlemede yararlı kılıyor.

Uranyumun birçok çağdaş kullanımı, eşsiz nükleer özelliklerinden yararlanmaktadır. Uranyum-235, nükleer santrallerde ve nükleer silahlarda yaygın olarak kullanılmasını sağlayan, doğal olarak oluşan tek bölünebilir izotoptur. Bununla birlikte, doğada bulunan küçük miktarlar nedeniyle, yeterli uranyum-235 bulunması için uranyumun zenginleştirilmesi gerekir. Uranyum-238, hızlı nötronlar tarafından bölünebilir ve verimlidir, yani nükleer reaktörde bölünebilir plütonyum-239'a dönüştürülebilir. Başka bir bölünebilir izotop olan uranyum-233, doğal toryumdan üretilebilir ve nükleer teknolojide de önemlidir. Uranyum-238, kendiliğinden fisyon veya hızlı nötronlarla indüklenmiş fisyon için küçük bir olasılığa sahiptir; uranyum-235 ve daha düşük derecede uranyum-233, yavaş nötronlar için çok daha yüksek bir fisyon kesitine sahiptir. Yeterli konsantrasyonda, bu izotoplar sürekli bir nükleer zincir reaksiyonu sürdürür. Bu, nükleer enerji reaktörlerinde ısıyı üretir ve nükleer silahlar için bölünebilir malzemeyi üretir. Tüketilmiş uranyum (238U), kinetik enerji delicilerinde ve zırh kaplamasında kullanılır. Uranyum, uranyum camında renklendirici olarak kullanılır ve limon sarısından yeşile renkler üretir. Uranyum camı ultraviyole ışıkta yeşili parlar. Erken fotoğrafçılıkta renklendirme ve gölgeleme için de kullanıldı.

Mineral zift blendinde uranyumun 1789 keşfi, yeni elementi yakın zamanda keşfedilen Uranüs gezegeninden sonra adlandıran Martin Heinrich Klaproth'a borçludur. Eugène-Melchior Péligot, metali izole eden ilk kişiydi ve radyoaktif özellikleri 1896'da Henri Becquerel tarafından keşfedildi. Otto Hahn, Lise Meitner, Enrico Fermi ve J. Robert Oppenheimer gibi diğerleri tarafından 1934'te başlayan araştırmalar, nükleer enerji endüstrisinde ve savaşta kullanılan ilk nükleer silah olan Little Boy'da yakıt olarak kullanılmasına yol açtı. Soğuk Savaş sırasında Amerika Birleşik Devletleri ile Sovyetler Birliği arasında çıkan bir silahlanma yarışı, uranyum metali ve uranyum türevi plütonyum-239 kullanan on binlerce nükleer silah üretti. 1991'de Sovyetler Birliği'nin dağılmasının ardından bu silahların ve parçalanabilen malzemelerinin güvenliği, halk sağlığı ve güvenliği için süregelen bir endişe kaynağıdır. Bu arada, nükleer reaktörlerin geliştirilmesi ve konuşlandırılması küresel bir temelde devam ediyor. CO2 içermeyen güçlü enerji kaynakları oldukları için bu santrallere ilgi artmaktadır. 2018'de nükleer enerji reaktörleri dünya çapında 2560 TWh CO2'siz elektrik üretti.

Kaynak

[[Kategori:Manhattan Projesi]