Актиниды Актиний Применение тория Химически уран Изотоп уран-233 Нептуний Плутоний

Химические свойства радиоактивных элементов

Радиоактивное облучение организма разделяется на внешнее и внутреннее. Внешнее облучение вызывается внешними по отношению к организму источниками излучения. Внутреннее облучение проявляется при воздействии ионизирующих излучений попадающих внутрь организма радиоактивных веществ (радиоактивные загрязнения кожного покрова человека относятся к смешанному типу воздействия). Для каждой группы особо чувствительных к облучению органов человека устанавливаются допустимые дозы внешнего и внутреннего облучения, отдельно для работающего персонала и населения.

Химически уран очень активный металл. Быстро окисляясь на воздухе, он покрывается радужной пленкой оксида. Мелкий порошок урана самовоспламеняется на воздухе, он зажигается при температуре 150-175 °C, образуя U3O8. При 1000 °C уран соединяется с азотом, образуя желтый нитрид урана. Вода способна разъедать металл, медленно при низкой температуре, и быстро при высокой. Уран растворяется в соляной, азотной и других кислотах, образуя четырехвалентные соли, зато не взаимодействует с щелочами. Уран вытесняет водород из неорганических кислот и солевых растворов таких металлов как ртуть, серебро, медь, олово, платина и золото. При сильном встряхивании металлические частицы урана начинают светиться.

Конфигурация внешних электронов атома урана в основном состоянии 5i6d7s2. Энергия ионизации U°—»U+ равна 6,08 эв.

Особенности структуры электронных оболочек атома урана (наличие 5^электронов) и некоторые его физико-химические свойства служат основанием для отнесения урана к переходному ряду актинидов. Однако несомненна также химическая аналогия урана с элементами шестой побочной группы периодической системы (Cr, Mo, W). Уран отличается высокой химической активностью и реагирует со всеми элементами за исключением благородных газов. Уран образует соединения с валентностью 2, 3, 4, 5 и 6. Наиболее устойчивы как в твердом состоянии, так и в растворах соединения 4- и 6-валентного урана. Шестивалентные соединения включают в себя триоксид уранила UO3 и уранилхлорид урана UO2Cl2. Тетрахлорид урана UCl4 и диоксид урана UO2

примеры четырехвалентного урана. Вещества, содержащие четырехвалентный уран обычно нестабильны и обращаются в шестивалентные при длительном пребывании на воздухе. Ураниловые соли, такие как уранилхлорид распадаются в присутствии яркого света или органики.

В системе уран-кислород установлены шесть окислов: UO, UO2, U4O9, U3O8, UO3. Для них характерна широкая область гомогенности. UO2 - основной окисел, тогда как UO3 - амфотерна. UO3

взаимодействует с водой с образованием ряда гидратов, из них важнейшие - диурановая кислота H2U2O7 и урановая кислота H2UO4. Со щелочами UO3 образует соли этих кислот - уранаты. При растворении UO3 в кислотах образуются соли двухзарядного катиона уранила UO22+. С фтором уран реагирует при комнатной температуре. Стабильность высших галогенидов падает от фторидов к иодидам. UF6 (температура сублимации 56.5оС), используется для разделения урана, UF4 (т.пл. 1030оС), служит исходным соединением для производства урана.

В нейтральных и кислых растворах 6-валентный уран существует в виде UO22+- иона уранила, окрашенного в желтый цвет. К хорошо растворимым солям уранила относятся нитрат UO2(NO3)2, сульфат UO2SO4, хлорид UO2CI2, фторид UO2F2, ацетат UO2(CH3COO)2. Эти соли выделяются из растворов в виде кристаллогидратов с различным числом молекул воды. Среди малорастворимых солей уранила, имеющих значение в технологии, следует назвать оксалат UO2C2O4, фосфаты UO2HPO4 и UO2P2O4, уранилфосфат аммония UO2NH4PO4, уранилванадат натрия NaUO2VO4, ферроцианид (UO2)2[Fe(CN)6]. Для иона уранила характерна склонность к образованию комплексных соединений. Так известны комплексы с ионами фтора типа [UO2F3]-, [UO2F5]3-, [UO2F6]4-; нитратные комплексы [UO2(NO3)3]- и [UO2(NO3)4]2-; сернокислые комплексы [UO2(SO4)2]2- и [UO2(SO4)3]4-; карбонатные комплексы [UO2(CO3)3]4- и [U02(C03b(H20)2]2" и др. Известно большое число комплексных соединений уранила с жирными и ароматическими кислотами и рядом других классов органических соединений. При действии щелочей на растворы солей уранила выделяются труднорастворимые осадки диуранатов типа Me2U2O7 (моноуранаты Me2UO4 не выделяются из растворов, они получаются сплавлением окислов урана с щелочами). Известны полиуранаты, состав которых может быть выражен формулой Me2UnO3n+1 (например, Na2U6019).

Под воздействием ионизирующего излучения, испускаемого радиоактивными элементами, происходят изменения в жизнедеятельности и структуре живых организмов. Радиоактивные вещества загрязняют окружающее пространство, оборудование, рабочие помещения и воздух в них. Загрязнённость радиоактивными веществами воздуха и воды выражают в единицах кюри, а загрязнённость поверхностей - числом частиц (?- или ?-), испускаемых с единицы поверхности в минуту, или числом импульсов, регистрируемых радиометрическими приборами в мин/см2.
Биологическое действие ионизирующих излучений.
Химические свойства радиоактивных элементов