Jump to content

Уранил

From Vikipediya
УО2+ нинг шар ва таёқ моделиУО</br> УО
У-О бог'ланиш тартибини ко'рсатадиган уранил иони 3

Уранил иони +6 оксидланиш ҳолатида ураннинг оксидланиши, кимёвий формуласи УО2+.УО</br> УО. У қисқа У-О бог'лари бо'лган чизиқли тузилишга эга, бу уран ва кислород о'ртасида бир нечта алоқалар мавжудлигини ко'рсатади. То'рт ёки ундан ортиқ лигандлар уран атоми атрофида экватор текислигида уранил ионига бог'ланиши мумкин. Уранил иони ко'плаб комплексларни, айниқса кислород донор атомларига эга бо'лган лигандлар билан ҳосил қилади. Уранил ионининг комплекслари унинг рудаларидан уран қазиб олиш ва ядро ёқилг'исини қайта ишлашда муҳим аҳамиятга эга.

Тузилиши ва бог'ланиши

[edit | edit source]
ф з 3 орбитал

Уранил иони чизиқли ва симметрик бо'либ, иккала У-О бог'ланиш узунлиги тахминан 180 пм. Бог'ланиш узунлиги уран ва кислород атомлари о'ртасида бир нечта бог'ланиш мавжудлигини ко'рсатади. Уран (ВИ) олдинги унверсал газ, радоннинг электрон конфигурациясига эга бо'лганлиги сабабли, У-О алоқаларини шакллантиришда ишлатиладиган электронлар кислород атомлари томонидан та'минланади. Электронлар уран атомидаги бо'ш атом орбиталларига берилади. Энг кам энергиянинг бо'ш орбиталлари 7с, 5ф ва 6д. Валентлик бог'ланиш назарияси нуқтаи назаридан сигма алоқалари д з 2 ва ф з 3 ёрдамида сд, сф ва дф гибрид орбиталларни қуриш учун тузилиши мумкин (з о'қи кислород атомлари орқали о'тади). (д хз, д йз) ва (ф хз 2 ва ф йз 2) дан пи бог'ланиш ҳосил қилиш учун фойдаланиш мумкин. Бог'ланишда қо'лланиладиган д ёки ф орбиталлари жуфтлиги икки марта дегенератив бо'лганлиги сабабли, бу учта умумий бог'ланиш тартибига то'г'ри келади.[1]

Уранилнитратнинг тузилиши (УО 2 (Ҳ 2 О) 2 (НО 3) 2). Уранил гуруҳига хос бўлган О=У=О маркази чизиқли. Комплекснинг экватор текислигида бидентат нитрат учун олтита УО бог'лари ва иккита сув лигандлари мавжуд. 245-151 пм да бу УО алоқалари уранил марказининг У = О алоқаларидан анча узун.[2]

Уранил иони ҳар доим бошқа лигандлар билан бог'ланган. Энг кенг тарқалган жойлашув экваториал лигандлар деб аталадиган О–У–О чизиғига перпендикуляр бўлган ва уран атомидан ўтувчи текисликда ётишидир. [УО2Cл4 ] 2− да бўлгани каби тўрт лиганд билан уран бузилган октаэдрал муҳитга эга. Ко'п ҳолларда экваторни то'ртдан ортиқ лиганд эгаллайди.

Уранил фторида, УО2Ф2, уран атоми уранил конфигурациясида иккита кислород атоми ва уранил гуруҳлари о'ртасида олтита фторид ионлари ко'приги билан қатлам тузилишини ҳосил қилиш орқали 8 координация рақамига эришади. Худди шундай тузилиш а- уран триоксидида ҳам мавжуд бо'либ, фторид о'рнида кислород мавжуд, бундан ташқари қатламлар нисбатан қисқа У-О масофалари билан аниқланадиган "уранил гуруҳлари" дан кислород атомини алмашиш орқали бог'ланади. Шунга о'хшаш тузилиш ба'зи уранатларда учрайди, масалан, калций уранати, CаУО4, тузилишда изоляцияланган уранил гуруҳлари бо'лмаса ҳам, улар Cа(УО2)О2 сифатида ёзилиши мумкин.[3]

Уранил бирикмаларининг ранги тахминан лиганд-металл заряд о'тиши билан бог'лиқ. 420 нм, ко'ринадиган спектрнинг ко'к четида.[4][5] Ютиш зонаси ва НЕХАФС тасмаларининг аниқ жойлашиши экваториал лигандларнинг табиатига бог'лиқ.[6] Уранил ионини о'з ичига олган бирикмалар одатда сариқ рангга эга, аммо ба'зи бирикмалар қизил, то'қ сариқ ёки яшил бо'лади.

Уранил бирикмалари ҳам луминесанс ко'рсатади. 1849-йилда Бреwстер[7] томонидан уран шишасининг яшил люминессенсияси бо'йича биринчи тадқиқот уранил ионининг спектроскопияси бо'йича кенг қамровли тадқиқотларни бошлади. Ушбу спектр ҳақида батафсил ма'лумот 130 йилдан кейин олинган.[8] Ҳозирги вақтда уранил люминесанси аниқроқ фосфорессенсия эканлиги аниқланган, чунки у энг паст учлик қо'зг'алувчан ҳолатдан ягона асосий ҳолатга о'тиш билан бог'лиқ.[9] Радиоактивликни очишда К2УО2(СО4) 2 нинг луминесанс иштирок этди.

Уранил иони тахминан н У–О чо'зувчи тебранишларга эга. 880 см −1 (Раман спектри) ва 950 см −1 (инфрақизил спектр). Бу частоталар ма'лум даражада экватор текислигида қайси лигандлар мавжудлигига бог'лиқ. Чо'зиш частотаси ва У-О бог'ланиш узунлиги о'ртасида корреляция мавжуд. Бундан ташқари, чо'зиш частотаси экваториал лигандларнинг спектрокимёвий қатордаги о'рни билан бог'лиқлиги ҳам кузатилган.[10]

Сувли кимё

[edit | edit source]
А грапҳ оф потентиал версус пҲ шоwинг стабилитй регионс оф вариоус ураниум cомпоундс
Уран (ВИ) нинг пҲ функсияси сифатида гидролизланиши.
[УО 2 (Ҳ 2 О) 4 ] 2+ ⇌ [УО 2 (Ҳ 2 О) 3 (ОҲ)] + + Ҳ + ; п К <sub id="mwmg">a</sub> = cа. 4.2[11]

ПҲ ошгани сайин, стехиометрия билан полимер турлари [(УО2)2(ОҲ)2 ] 2+ ва [(УО2)3(ОҲ)5 ] + гидроксид УО2(ОҲ)2 чўкмасидан олдин ҳосил бўлади. Гидроксид кучли гидроксиди эритмада эрийди ва уранил ионининг гидроксо комплексларини беради.

Уранил иони рух метали каби энгил қайтарувчи моддалар ёрдамида +4 оксидланиш даражасига туширилиши мумкин. Уран (ИИИ) га қайтарилиши Жонс редуктори ёрдамида амалга оширилиши мумкин.

Уран (ВИ) нинг карбонат ва гидроксо комплекслари пҲ функсияси сифатида

Уранил иони о'зини қаттиқ қабул қилувчи сифатида тутади ва гидроксид, карбонат, нитрат, сулфат ва карбоксилат каби фторид ва кислород донор лигандларига қараганда азот-донор лигандлари билан кучсизроқ комплекслар ҳосил қилади. Экватор текислигида 4, 5 ёки 6 донор атом бо'лиши мумкин. Уранилнитратда [УО2(НО3)2]·2Ҳ2О, масалан, экватор текислигида олтита донор атом бор, то'ртта бидентат нитрато лигандларидан ва иккитаси сув молекулаларидан. Тузилиши олти бурчакли бипирамидал сифатида тавсифланади. Бошқа кислород-донор лигандлари орасида фосфин оксиди ва фосфат эфирлари мавжуд. Уранил нитрат, УО2(НО3)2 ни сувли эритмадан диэтил эфирга олиш мумкин. Олинган комплексда уранил иони билан бог'ланган иккита нитрато лиганд мавжуд бо'либ, улар электр зарядсиз комплекс ҳосил қилади, шунингдек, сув молекулалари эфир молекулалари билан алмаштирилади ва бутун комплексга сезиларли гидрофобик хусусият беради. Комплексни органик эритувчиларда эрувчан қилишнинг энг муҳим омили электрон нейтралликдир. Нитрат иони уранил иони билан о'тиш металли ва лантанид ионларига қараганда анча кучли комплекслар ҳосил қилади. Шунинг учун фақат уранил ва бошқа актинил ионлари, шу жумладан плутонил иони, ПуО2+</br> ПуО, бошқа ионларни о'з ичига олган аралашмалардан олиниши мумкин. Сувли эритмадаги уранил иони билан бог'ланган сув молекулаларини иккинчи, гидрофобик, лиганд билан алмаштириш нейтрал комплекснинг органик эритувчида эрувчанлигини оширади. Бу синергик эффект деб аталади.[12]

Уранил ионининг сувли эритмасида ҳосил бо'лган комплекслари унинг рудаларидан уранни ажратиб олишда ҳам, ядро ёқилг'исини қайта ишлашда ҳам катта аҳамиятга эга. Саноат жараёнларида уранил нитрат трибутилфосфат (ТБП(CҲ3CҲ2CҲ2CҲ2О)3ПО) билан афзал қилинган иккинчи лиганд ва керосин афзал органик эритувчи сифатида чиқарилади. Кейинчалик жараёнда уран кучли нитрат кислота билан ишлов бериш орқали органик эритувчидан тозаланади, у сувли фазада ко'проқ эрийдиган [УО2(НО3)4 ] 2− каби комплексларни ҳосил қилади. Уранил нитрат эритмани буг'лантириш орқали олинади.

Минераллар

[edit | edit source]

Уранил иони уранга бой минерал қатламларда юзага келадиган сув-тог' жинсларининг о'заро та'сири натижасида уран рудаси конларидан олинган минералларда учрайди. Уранил о'з ичига олган минералларга мисоллар:

  • силикатлар: уранофан (Ҳ3О)2Cа(УО2)2(СиО4) · 3Ҳ2О)
  • фосфатлар: аутунит (Cа(УО2)2(ПО4)2·8-12Ҳ2О), торбернит (Cу(УО2)2(ПО4)·8-12Ҳ 2О)
  • арсенатлар: арсенураноспатит (Ал(УО2)2 (АсО4)2Ф·20Ҳ2О)
  • ванадатлар: карнотит (К2(УО2)2(ВО4)2· 3Ҳ2О), тюямунит (Cа(УО2)2В2О8·8Ҳ2О)
  • карбонатлар: шрокингерит НаCа3(УО2) (CО3)3(СО4)Ф·10Ҳ2О
  • оксалатлар: уроксит [(УО2)2(C2О4(ОҲ)2(Ҳ2О)2 ]·Ҳ2О.

Бу минераллар сотувда унчалик қийматга эга эмас, чунки ураннинг катта қисми питчбленддан яъни уранга бой минералдан ажратиб олинади.

Ишлатилиши

[edit | edit source]

Уранил тузлари ДНКни электрон ва электромагнит микроскопия тадқиқотлари учун намуналарни бо'яш учун ишлатилади.[13]

Саломатлик ва атроф-муҳит муаммолари

[edit | edit source]

Уранил тузлари токсик бо'либ, ог'ир сурункали буйрак касаллиги ва о'ткир қувурли некрозга олиб келиши мумкин. Мақсадли органларга буйраклар, жигар, о'пка ва мия киради. То'қималарда, шу жумладан гоноцитларда[14] уранил ионларининг то'планиши туг'ма касалликларни келтириб чиқаради ва оқ қон ҳужайраларида иммунитет тизимининг шикастланишига олиб келади.[15] Уранил бирикмалари ҳам нейротоксиндир. Уранил ионлари билан ифлосланган уран об'эктлари ва атрофида топилган.[16]

Ураннинг барча бирикмалари радиоактивдир. Бироқ, уран одатда камайган шаклда бо'лади, ядро саноати контекстидан ташқари. Тузилган уран асосан <sup id="mwATE">238</sup> У дан иборат бо'либ, у алфа-парчаланиш билан парчаланади, яримпарчаланиш 4.468(3)×109 еарс. Агар уран таркибида <sup id="mwATU">235</sup> У бо'лса ҳам, худди шундай яримпарчаланиш даври тахминан 7.038×108 еарс бо'лган парчаланади.7.038×108 еарс о'тган бо'лса ҳам, уларнинг иккаласи ҳам заиф алфа эмитентлари сифатида ко'риб чиқилади ва уларнинг радиоактивлиги фақат то'г'ридан-то'г'ри алоқа ёки ютиш билан хавфлидир.

Манбалар

[edit | edit source]
  1. ↑ Cоттон, С. Лантҳанидес анд Аcтинидес. Неw Ёрк: Охфорд Университй Пресс, 1991 — 128 бет. 
  2. ↑ Муэллер, Мелвин Ҳенрй; Даллей, Н. Кент; Симонсен, Станлей Ҳ. (1971). „Неутрон Диффраcтион Студй оф Уранйл Нитрате Диҳйдрате“. Инорганиc Чемистрй. 10-жилд, № 2. 323–328-бет. дои:10.1021/иc50096а021.
  3. ↑ Wеллс, А.Ф. Струcтурал Инорганиc Чемистрй, 3рд., Охфорд: Cларендон Пресс, 1962 — 966 бет. ИСБН 0-19-855125-8. 
  4. ↑ Умреико, Д.С. (1965). „Сймметрй ин тҳе элеcтрониc абсорптион спеcтра оф уранйл cомпоундс“. Ж. Аппл. Спеcтросc. 2-жилд, № 5. 302–304-бет. Бибcоде:1965ЖАпСп...2..302У. дои:10.1007/БФ00656800.
  5. ↑ Берто, Силвиа; Cреа, Франcесcо; Даниэле, Пиэр Г.; Де Стефано, Cонcетта; Пренести, Энриcо; Саммартано, Силвио (2006). „Диохоураниум(ВИ)-Cарбохйлате Cомплехес. Интераcтион wитҳ диcарбохйлиc аcидс ин Ақуэоус Солутион: Спеcиатион анд Струcтуре“. Аннали ди Чимиcа. 96-жилд, № 7–8. 399–420-бет. дои:10.1002/адиc.200690042. ПМИД 16948430.
  6. ↑ Филлаух, C.; Гуиллаумонт, Д.; Бертҳет, Ж-C; Cоппинг, Р.; Шуҳ, Д.К.; Тйлисзcзак, Т.; Ден Ауwер, C. (2010). „Инвестигатинг тҳе элеcтрониc струcтуре анд бондинг ин уранйл cомпоундс бй cомбининг НЕХАФС спеcтросcопй анд қуантум чемистрй“. Пҳйс. Чем. Чем. Пҳйс. 12-жилд, № 42. 14253–14262-бет. Бибcоде:2010ПCCП...1214253Ф. дои:10.1039/C0CП00386Г. ПМИД 20886130.
  7. ↑ Бреwстер, Давид (1849). „Он тҳе Деcомпоситион анд Дисперсион оф Лигҳт wитҳин Солид анд Флуид Бодиэс“. Трансаcтионс оф тҳе Роял Соcиэтй оф Эдинбургҳ. 16-жилд. 111–121-бет.
  8. ↑ Деннинг, Р. Г. (2007). „Элеcтрониc Струcтуре анд Бондинг ин Аcтинйл Ионс анд тҳеир Аналогс“. Ж. Пҳйс. Чем. А. 111-жилд, № 20. 4125–4143-бет. Бибcоде:2007ЖПCА..111.4125Д. дои:10.1021/жп071061н. ПМИД 17461564.
  9. ↑ В. Балзани. Пҳоточемистрй оф Cоординатион Cомпоундс. Аcадемиc Пресс, 1970. ИСБН 0-12-077250-7. 
  10. ↑ Накамото, К.. Инфраред анд Раман спеcтра оф Инорганиc анд Cоординатион cомпоундс, 5тҳ, Парт А, Wилей, 1997 — 167 бет. ИСБН 0-471-16394-5. Накамото, К.. Инфраред анд Раман спеcтра оф Инорганиc анд Cоординатион cомпоундс, Парт Б — 168 бет. ИСБН 0-471-16392-9. 
  11. ↑ „ИУПАC СC-Датабасе: А cомпреҳенсиве датабасе оф публишед дата он эқуилибриум cонстанц оф метал cомплехес анд лигандс“. Аcадемиc Софтwаре. 2017-йил 19-июнда асл нусхадан архивланган. Қаралди: 2022-йил 5-июн.
  12. ↑ Ирвинг, Ҳ.М.Н.Ҳ. (1965). „Сйнергиc Эффеcц ин Солвент Эхтраcтион“. Ангеwандте Чемиэ Интернатионал Эдитион. 4-жилд, № 1. 95–96-бет. дои:10.1002/аниэ.196500951.
  13. ↑ Зобел Р.; Беэр М. (1961). „Элеcтрон Стаинс: И. Чемиcал Студиэс он тҳе Интераcтион оф ДНА wитҳ Уранйл Салц“. Жоурнал оф Cелл Биологй. 10-жилд, № 3. 335–346-бет. дои:10.1083/жcб.10.3.335. ПМC 2225082. ПМИД 13788706.
  14. ↑ „А ревиэw оф тҳе эффеcц оф ураниум анд деплетед ураниум эхпосуре он репродуcтион анд фетал девелопмент“. Тохиcологй анд Индустриал Ҳеалтҳ. 17-жилд, № 5–10. 2001. 180–191-бет. дои:10.1191/0748233701тҳ111оа. ПМИД 12539863.
  15. ↑ „Чромосоме Аберратион Аналйсис ин Перипҳерал Лймпҳоcйтес оф Гулф Wар анд Балканс Wар Ветеранс“ (ПДФ). Радиатион Протеcтион Досиметрй. 103-жилд, № 3. 2003. 211–219-бет. дои:10.1093/охфорджоурналс.рпд.а006135. ПМИД 12678382. 2014-01-08да асл нусхадан (ПДФ) архивланди. Қаралди: 2014-01-08.
  16. ↑ „Охидатион статес оф ураниум ин деплетед ураниум партиcлес фром Куwаит“. Жоурнал оф Энвиронментал Радиоаcтивитй. 78-жилд, № 2. 2004. 125–135-бет. дои:10.1016/ж.женврад.2004.04.001. ПМИД 15511555.
Retrieved from "https://uz.wikipedia.org/w/index.php?title=Uranil&oldid=3757510"