Оксид урана(VI)-диурана(V)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Оксид урана​(VI)​-​диурана​(V)​
Изображение молекулярной модели
 U5+/6+      O2−
Общие
Систематическое
наименование
Оксид урана​(VI)​-​диурана​(V)​
Традиционные названия октаоксид триурана, U3O8, закись-окись урана
Хим. формула (U2VUVI)O8
Внешний вид чёрно-зелёные кристаллы
Физические свойства
Состояние твёрдое
Молярная масса 842,0819 ± 0,0025 г/моль
Плотность 8,38 г/см³
Термические свойства
Температура
 • плавления 1150 °C
 • разложения разлагается до UO2 при 1300 °C
Энтальпия
 • образования 282 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS 1317-99-3
PubChem
Рег. номер EINECS
215-702-4
SMILES
InChI
ChemSpider
Безопасность
Пиктограммы СГС Пиктограмма «Череп и скрещённые кости» системы СГСПиктограмма «Опасность для здоровья» системы СГСПиктограмма «Окружающая среда» системы СГС
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Окси́д ура́на(VI)-диура́на(V) (ОУД), октаокси́д триура́на, за́кись-о́кись ура́на (ЗОУ) —

неорганическое бинарное соединение урана с кислородом, в котором металл имеет двойственную валентность: V (два атома) и VI (один атом). Формула соединения: U3O8 или, в более подробном виде, (UV
2
UVI
)O8
; иногда записывается также в виде U2O5·UO3. Составляет от 70 до 90% по весу жёлтого кека — смеси оксидов урана, промышленного уранового концентрата (не путать с жёлтым кеком — старым названием диураната аммония
).

Нахождение в природе

Кристаллы настурана из Топшама, штат Мэн[англ.]

Из всех соединений урана, встречающихся в природе, распространён наиболее широко: главный компонент основного рудного минерала урана — настурана. Содержание вещества в чистом минерале составляет 68-90% от общей массы[1].

Также закись-окись урана содержится в гатчеттолите(10-21%),

менделеевите(19,7%-28,9%), эльсвортите (18,5%-22%), фергусоните(1,54%-8,16%) и других радиоактивных минералах[1]
.

Физические свойства

В свободном состоянии представляет собой зелёно-чёрное кристаллическое вещество с плотностью 8,38 г/см³. Молярная масса 842,0819 ± 0,0025. Плавится при 1150 °C. При температуре 1300 °C полностью разлагается до диоксида урана и кислорода (2U3O8 → 6UO2 + 2O2), однако этот процесс начинается ещё при 900 °C на воздухе, а в вакууме при 600 °C. Нерастворим в воде.

Структура

Оксид триурана имеет несколько полиморфных модификаций , включая α-U3O8, β-U3O8, γ-U3O8 и нестехиометрическую, со структурой флюорита[англ.].

Кристаллическая структура α-U3O8.

α-U3O8 является наиболее часто встречающимся полиморфом октаоксида триурана, являясь наиболее стабильным при стандартных условиях. При комнатной температуре он имеет орторомбическую псевдогексагональную структуру с постоянными решётки a = 6,72Å, b =11,97Å, c = 4,15Å[2].

Кристаллическая структура β-U3O8.

β-U3O8 образутеся путем нагревания α-U3O8 до 1350 °C и медленного охлаждения. Структура β-U3O8 похожа на структуру α-U3O8, имея похожее листовое расположение и похожие постоянные решётки a =7,07Å, b =11,45Å, c =8,30Å[2].

γ-U3O8 образуется из α-формы при температуре около 200-300 °C и давлении 16 000

атмосфер
. Его структура в достаточной степени не изучена.

U3O8 нестереохимического строения имеет кубическую структуру с большим количеством дефектов. Образуется при давлении более 8,1 ГПа. Во время фазового перехода происходит огромный объемный коллапс (>20%), а закалённая фаза высокого давления на 28% плотнее исходной орторомбической фазы[3].

Химические свойства

Термически и химически устойчивое соединение, из всех оксидов урана наиболее стабилен. Реагирует с кислотами-окислителями, образуя соли уранила. Реагирует с перекисью водорода, образуя пероксид урана UO4.

Токсичность

Как и все соединения урана, слабо

радиоактивен
.

Применение

Используется как основной компонент урановых концентратов в составе топлива для ядерных реакторов.

Примечания

  1. 1 2 В. И. Герасимовский. Атомная энергия / под ред. В. Ф. Калинина, Г. Ф. Курдюмова, А. В. Лебединского, И. И. Новикова.. — Академия наук союза ССР, 1956. — С. 124, 129. — 184 с.
  2. .
  3. .