Кіріспе

Уран қосылыстары - уран элементімен (U) құралған қосылыстар. Уран радиоактивті актинид болса да, оның қосылыстары ұзақ жартылай ыдырау мерзімі мен қолданылуларына байланысты жақсы зерттелген. Ол әдетте +4 және +6 тотықсу күйлерінде түзіледі, бірақ басқа тотықсу күйлерінде де пайда болуы мүмкін.

Оксидтер

Көптеген ірі зауыттарда өндірілетін кальциндрлі уранның сары торттарында уранның тотығу түрлерінің әртүрлі түрлеріндегі үлестірілуі бар, олар ең тотығудан аз тотығуға дейін. Кальцинерде қысқа уақыт тұратын бөлшектер, әдетте, ұзақ уақыт ұсталатын немесе стек скруберде қалпына келтірілген бөлшектерге қарағанда аз тотығады. Уранның мөлшері әдетте , деп аталады, ол Манхэттен жобасының күндері, ол аналитикалық химиялық есеп беру стандарты ретінде қолданылған кезде пайда болды. Уранның оттегі жүйесіндегі фазалық қатынастар күрделі. Уранның ең маңызды тотығу күйлері уран ((IV) және уран ((VI) болып табылады, ал олардың екі сәйкес оксидтері тиісінше уран диоксиді және уран триоксиді болып табылады. Уран моноксиді (УО), диуран пентоксиді және уран пероксиді сияқты басқа уран оксидтері де бар. Уран оксидінің ең көп таралған түрлері - триуран октоксиді және екі оксид түрі де суда аз ерігіштігі бар және қоршаған ортаның кең ауқымды шарттарында салыстырмалы түрде тұрақты қатты заттар. Триуран оксидінің (жағдайға байланысты) уранның ең тұрақты қосылысы және табиғатта жиі кездесетін түрі. Уран диоксиді - уранның ядролық реактор отын ретінде ең көп қолданылатын түрі. Қоршаған орта температурасында, біртіндеп, уранның тотықсыз түріне айналады.

Сулы химия

Уранның көптеген тотығу күйлерінің тұздары суда ериді және оларды сулы ерітінділерде зерттеуге болады. Ең көп таралған иондық формалар (қоңыр қызыл), (жасыл), UO2+ (тұрақсыз) және UO22+ (сары), тиісінше U(III), U(IV), U(V және U(VI үшін. Формальды уранның ((II) тотығу күйінде UO және US сияқты бірнеше қатты және жартылай металл қосылыстар бар, бірақ бұл күйдегі ерітіндіде қарапайым иондар жоқ. Сутегі иондары судан босатылады, сондықтан олар өте тұрақсыз болып саналады. UO22+ ионы уранның ((VI) күйін білдіреді және уранил карбонаты, уранил хлориді және уранил сульфаты сияқты қосылыстарды түзеді. UO22+ сонымен қатар әр түрлі органикалық хелат агенттермен кешенді түзеді, олардың ішіндегі ең көп кездесетінсі уранил ацетаты болып табылады. Уранның уранлы тұздарынан және уран оксидінің полиатомдық иондарынан айырмашылығы, уран анионын құрайтын уранлы тұздар, негізінен, суда ери алмайды.

Карбонаттар

Карбонат аниондарының уранмен өзара әрекеттесуі ((VI) ортаны судан карбонат құрайтын ерітіндіге ауыстыру кезінде Пурбай диаграммасының айтарлықтай өзгеруіне әкеледі. Карбонаттардың басым көпшілігі суда ерімейтін болса да (оқушыларға көбінесе сілтілі металдардан басқа барлық карбонаттар суда ерімейтінін үйретеді), уран карбонаттары көбінесе суда ерімейтін болады. Бұл U ((VI) катион екі терминал оксидтері мен үш немесе одан да көп карбонаттарды анионды кешендер құру үшін байлай алады. +Пурбайс диаграммасыУран кешендеуші емес сулы ортада (мысалы, перхлор қышқылы/натрий гидроксиді). Уран карбонат ерітіндісіндеУранның әр түрлі химиялық түрлерінің күрделіленбейді сулы ортадағы салыстырмалы концентрациялары (мысалы, перхлор қышқылы/натрий гидроксиді). Уранның әр түрлі химиялық түрлерінің сулы карбонат ерітіндісіндегі салыстырмалы концентрациялары.

pH әсері

Карбонатпен бірге уран фракциясының диаграммалары бұны одан әрі көрсетеді: уран ((VI) ерітіндісінің pH-ы өскенде уран гидраттанған уран оксиді гидроксидке айналады және жоғары pH-да аниондық гидроксид кешеніне айналады. Карбонат қосылғанда, рН-ы жоғарыласа, уран карбонат кешендерінің сериясына айналады. Осы реакциялардың бір әсері 6 - 8 рН диапазонында уранның ерігіштігінің артуы болып табылады, бұл факт пайдаланылған уран диоксиді ядролық отынның ұзақ мерзімді тұрақтылығына тікелей әсер етеді.

Гидридтер, карбидтер және нитридтер

Уран гидриді пайда болу үшін сутегімен реакцияға түсетін уранды металл қыздыру. Тіпті жоғары температурада сутегін қайтарып алады. Бұл қасиет уран гидридтерін әр түрлі уран карбиді, нитриді және галоидты қосылыстармен бірге реактивті уран ұнтағын жасау үшін қолайлы бастапқы материалға айналдырады. Уран гидридінің екі кристалл түрлері бар: төмен температурада алынатын α формасы және қалыптасу температурасы 250 °C-тан жоғары болғанда пайда болатын β формасы. Уран карбидтері мен уран нитридтері - екеуі де салыстырмалы түрде инертті жартылай металл қосылыстар. Олар қышқылдарда аз еріген, сумен реакцияға түседі және ауада тұтана алады. Уран карбидтері құрамына уран монокарбиді (У С), уран дикарбиді және диуран трикарбиді кіреді. 1800 °C-тан төмен тұрақты, қыздырылған UC қоспасын механикалық қысымға ұшырату арқылы дайындалады. Металдың азотқа тікелей әсер етуімен алынған уран нитридтері: уран мононитриді (УН), уран динитриді және диуран тринитриді .