Ураніл

Урані́л — неорганічний урановмісний катіон складу UO₂²⁺.

Уранілкарбонат

Утворювані уранілом солі зазвичай є легкорозчинними кристалами жовтого кольору. Найбільш поширеними сполуками є , , , . На відміну від інших актиніл-іонів, ураніл здатен утворювати леткі оксогалогеніди UO₂Cl₂ і UO₂Br₂.

Іноді уранілом називають вільний оксид урану(IV) UO₂, що має подібні до металу властивості та який вважався німецьким хіміком Клапротом окремим металом до того, як було виділено справжній елемент (французом ^[en]).

Будова

Структура ураніл-іону

Іон UO₂²⁺ зазвичай має лінійну будову. Порядок зв'язку U—O тут більший за подвійний, умовно потрійний. Він утворюється перекриванням 5f- і 6d-орбіталей Урану з трьома p-орбіталями на атомах Оксигену (двома p- і однією sp-гібридною), внаслідок якого виникають один сигма- і два пі-зв'язки. Зв'язки U—O є надзвичайно сильними і вони майже завжди коротші за екваторіальні — відстань між ними складає 180 пм. В деяких сполуках уранілу кут O—U—O може дещо відхилятися від значення 180° на 5—20°

Поширення у природі

Лібігіт

Сполуки уранілу є однією з переважних форм урану у мінеральних покладах. До основних представників належать:

фосфати отеніт Ca(UO2)(PO4)2·10—12H2O торберніт Cu(UO2)(PO4)2·12H2O парсонсит Pb2(UO2)(PO4)2 карбонати лібігіт Ca2(UO2)(CO3)3·10H2O Na2Ca(UO2)(CO3)3·6H2O Mg2(UO2)(CO3)3·18H2O резерфордин UO2CO3

арсенати абернатіїт K2(UO2)2(AsO4)2·6H2O Fe(UO2)2(AsO4)2·nH2O новачекіт Mg(UO2)2(AsO4)2·8—10H2O силікати уранофан Ca2(UO2)2(Si2O7)3·6H2O ванадати карнотит K(UO2)2(VO4)2·1—3H2O тюямуніт Ca(UO2)2(VO4)2·5—8H2O

Отримання

Сполуки уранілу утворюються при дії на уран водними розчинами кислот:

${\displaystyle \mathrm {U+2H_{2}O-6e^{-}\rightleftarrows UO_{2}^{2+}+4H^{+}} }$; E₀=1,444 В

Стандартна ентальпія утворення іону в розчині складає -1019,0 Дж/(моль·K).

Однак, як правило, в промисловості та лабораторній практиці сполуки уранілу отримують з інших сполук урану, зокрема, обробкою кислотами або газуватими галогеноводнями триоксиду, діоксиду або урану, триуран-октоксиду тощо.

Хімічні властивості

У воді сполуки уранілу гідролізуються і розчини набувають чітко вираженої кислотності. Процес гідролізу є доволі складним, він описується координуванням молекул води із відокремленням від них H⁺, а в подальшому супроводжується полімеризацією із утворенням OH-містків:

${\displaystyle \mathrm {UO_{2}^{2+}\rightleftarrows [(UO_{2})OH]^{+}\rightleftarrows [(UO_{2})_{2}(OH)_{2}]^{2+}\rightleftarrows [(UO_{2})_{3}(OH)_{5}]^{+}} }$

У кислих розчинах ураніл-іон відновлюється:

${\displaystyle \mathrm {UO_{2}^{2+}+e^{-}\longrightarrow UO_{2}^{+}} }$; E₀=0,062 В

${\displaystyle \mathrm {UO_{2}^{2+}+4H^{+}+2e^{-}\longrightarrow U^{4+}+2H_{2}O} }$; E₀=0,327 В

Див. також

• Уранові руди
• Уранілкарбонат

Примітки

1. Brown, D. (1 січня 1968). (English) . Архів оригіналу за 15 травня 2019. Процитовано 15 травня 2019.
2. René, Miloš (20 грудня 2017). . Uranium - Safety, Resources, Separation and Thermodynamic Calculation (англ.). doi:10.5772/intechopen.71962. Архів оригіналу за 15 травня 2019. Процитовано 15 травня 2019.
3. Pedrick, Elizabeth A.; Schultz, Jason W.; Wu, Guang; Mirica, Liviu M.; Hayton, Trevor W. (6 червня 2016). Perturbation of the O–U–O Angle in Uranyl by Coordination to a 12-Membered Macrocycle. Inorganic Chemistry. Т. 55, № 11. с. 5693—5701. doi:10.1021/acs.inorgchem.6b00799. ISSN 0020-1669. Процитовано 15 травня 2019.

Джерела

• Greenwood, N. N., Earnshaw, A. Chemistry of the Elements. — 2nd. — Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997. — P. 1273—1274. — . (англ.)
• CRC Handbook of Chemistry and Physics / Lide, D. R., editor. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — 2656 p. — . (англ.)
• Clark D. L., Neu M. P., Runde W., Keogh D. W. Uranium and uranium compounds // Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. — 4th. — New York : John Wiley & Sons, 2004. — Vol. 24. — P. 314—315. — . — DOI:10.1002/0471238961.2118011403120118.a01. (англ.)
• Реми Г. Курс неорганической химии / Под ред. А. В. Новоселовой. — М. : ИИЛ, 1966. — Т. 2. — С. 220. (рос.)