Ураніл

Шаблон:Частина зображення Урані́л — неорганічний урановмісний катіон складу UO₂²⁺.

Утворювані уранілом солі зазвичай є легкорозчинними кристалами жовтого кольору. Найбільш поширеними сполуками є уранілацетат, уранілнітрат, уранілсульфат, уранілфлуорид. 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 Шаблон:Не перекладено).

Будова

Структура ураніл-іона

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 кисню (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: Шаблон:Columns

Отримання

Сполуки уранілу утворюються при дії на уран водними розчинами кислот:

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

Стандартна ентальпія утворення іона 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 пероксиду 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:

$\mathrm{U}{O}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{\rightleftarrows }\mathrm{[}\mathrm{(}\mathrm{U}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{)}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{]}}^{\mathrm{+}}\mathrm{\rightleftarrows }\mathrm{[}\mathrm{(}\mathrm{U}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{\rightleftarrows }\mathrm{[}\mathrm{(}\mathrm{U}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{+}}$

У кислих розчинах ураніл-іон відновлюється:

$\mathrm{U}{O}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}\mathrm{⟶}\mathrm{U}{O}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{+}}$; E₀=0,062 В

$\mathrm{U}{O}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}\mathrm{⟶}{\mathrm{U}}^{\mathrm{4}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$; E₀=0,327 В

Див. також

• Уранові руди
• Уранілкарбонат

Джерела

• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru