Uranio

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92
U
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Tabla completaTabla ampliada
U,92.jpg
Metal blanco plateado
HEUraniumC.jpg UraniumUSGOV.jpg
Información general
Nombre, símbolo, número Uranio, U, 92
Serie química Actínidos
Grupo, período, bloque -, 7, f
Masa atómica 238.02891  u
Configuración electrónica [ Rn] 5f3 6d1
Electrones por nivel 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2 ( imagen)
Propiedades atómicas
Radio medio 175  pm
Electronegatividad 1,38 ( Pauling)
Radio atómico (calc) 156  pm ( Radio de Bohr)
Radio covalente 196±7  pm
Radio de van der Waals 186  pm
Estado(s) de oxidación 6, 5, 4, 3[1] ( base débil)
1.ª Energía de ionización 597,6  kJ/mol
2.ª Energía de ionización 1420 kJ/mol
3.ª Energía de ionización 1236 kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido
Densidad 19.050  kg/m3
Punto de fusión 1405 K (1132 °C)
Punto de ebullición 4404 K (4131 °C)
Entalpía de vaporización 477  kJ/mol
Entalpía de fusión 15,48  kJ/mol
Varios
Estructura cristalina ortorrómbica
Calor específico 120  J/( K· kg)
Conductividad eléctrica 3,8 × 106  S/ m
Conductividad térmica 27,6  W/(K·m)
Velocidad del sonido 3155  m/s a 293,15  K (20  °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del uranio
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
232U Sintético 68,9 a α & FE 5,414 228 Th
233U Sintético 159200 a α & FE 4,909 229 Th
234U 0,0054% 245500 a α & FE 4,859 230 Th
235U 0,7204% 7,038 × 108 a α & FE 4,679 231 Th
236U Sintético 2,342 × 107 a α & FE 4,572 232 Th
238U 99,2742% 4.51 × 109 a α & FE 4,270 234 Th
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.
[ editar datos en Wikidata]

El uranio es un elemento químico metálico de color plateado-grisáceo de la serie de los actínidos, su símbolo químico es U y su número atómico es 92. Por ello posee 92 protones y 92 electrones, con una valencia de 6. Su núcleo puede contener entre 142 y 146 neutrones, sus isótopos más abundantes son el 238U que posee 146 neutrones y el 235U con 143 neutrones. El uranio tiene el mayor peso atómico de entre todos los elementos que se encuentran en la naturaleza. El uranio es aproximadamente un 70% más denso que el plomo, aunque menos denso que el oro o el wolframio. Es levemente radioactivo. Fue descubierto como óxido en 1789 por M. H. Klaproth que lo llamó así en el honor del planeta Urano que acababa de ser descubierto en 1781.

Características

En la naturaleza se presenta en muy bajas concentraciones (unas pocas partes por millón o ppm) en rocas, tierras, agua y los seres vivos. Para su uso el uranio debe ser extraído y concentrado a partir de minerales que lo contienen, como por ejemplo la uranitita (ver minería del uranio). Las rocas son tratadas químicamente para separar el uranio, convirtiéndolo en compuestos químicos de uranio. El residuo se denomina estéril. Esos estériles contienen las mismas sustancias radiactivas que poseía el mineral original y que no fueron separadas, como el radio, el torio o el potasio.

El uranio natural está formado por tres tipos de isótopos: uranio-238 (238U), uranio-235 (235U) y uranio-234 (234U). De cada gramo de uranio natural el 99,284 % de la masa es uranio-238, el 0,711% uranio-235,[2] y 0,0085% uranio-234. La relación uranio-238/uranio-235 es constante en la corteza terrestre, salvo ciertas excepciones, como ocurre en los yacimientos de Oklo donde hay evidencias de que hace unos 2000 millones de años se produjeron reactores nucleares naturales.

El uranio decae muy lentamente emitiendo una partícula alfa. El periodo de semidesintegración del uranio-238 es aproximadamente 4.470 millones de años y el del uranio-235 es 704 millones de años,[3] lo que los convierte en útiles para estimar la edad de la Tierra (véase fechado mediante uranio-torio, fechado mediante uranio-plomo y fechado mediante uranio-uranio). Muchos usos contemporáneos del uranio hacen uso de estas propiedades nucleares únicas. El uranio-235 se distingue por ser el único elemento que se encuentra en la naturaleza que es un isótopo físil. El uranio-238 es fisionable por neutrones rápidos, y también es un material fértil (que puede transmutarse en un reactor nuclear en plutonio-239 que es físil). Es posible producir el isótopo físil artificial, uranio-233, a partir de torio natural, lo que desempeña un rol importante en la tecnología nuclear. Mientras que el uranio-238 posee una pequeña probabilidad de fisión espontánea o al ser bombardeado por neutrones rápidos, el uranio-235 posee una mayor probabilidad de fisionarse al ser bombardeado por neutrones térmicos, por lo que es la reacción principalmente responsable por la generación de calor en un reactor nuclear, y es la principal fuente de material físil para las armas nucleares. Ambos usos son posibles por la capacidad del uranio de sostener una reacción nuclear en cadena.

El uranio, fundamentalmente el U-238 desempeña un papel fundamental en conservar el campo magnético terrestre[4]

El uranio empobrecido (uranio-238) es utilizado en penetradores de energía cinética y protecciones para vehículos blindados.[5]

El 235U se utiliza como combustible en centrales nucleares y en algunos diseños de armamento nuclear. Para producir combustible, el uranio natural es separado en dos porciones. La porción combustible tiene más 235U que lo normal, denominándose uranio enriquecido, mientras que la porción sobrante, con menos U235 que lo normal, se llama uranio empobrecido. El uranio natural, enriquecido o empobrecido es químicamente idéntico. El uranio empobrecido es el menos radiactivo y el enriquecido el más radiactivo.

En el año 2009, la sonda japonesa SELENE descubrió por primera vez indicios de uranio en la Luna.

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