우란산염

Uranate
소변과 혼동하지 말 것.
칼슘, 스트론튬, 바륨 및 납의 우란산염

우란산염은 산화상태 4, 5 또는 6 중 하나의 원소 우라늄을 포함하는 삼원산화물이다.대표적인 화학식은 MUO이며xyz, 여기서 M은 양이온을 나타냅니다.우라늄산염(VI)의 우라늄 원자는 두 개의 짧은 공선 U-O 결합과 네 개 또는 여섯 개의 가까운 산소 [1]원자를 가지고 있다.그 구조들은 산소 원자를 연결함으로써 우라늄 원자가 연결된 무한 격자 구조이다.

우라늄 산화물은 핵연료 주기의 기초이며('디우란산암모늄'과 '디우란산나트륨'은 우라늄 산화물 핵연료 생산의 중간체이다), 장기적인 지질학적 처분은 화학적 반응성, 상전이, 물리적 [2]및 화학적 특성을 철저히 이해해야 한다.

합성

일반적인 적용 방법은 고온 [3]반응에서 두 산화물을 결합하는 것입니다.예를들면,

NaO2 + UO3 → NaUO24

또 다른 방법은 아세테이트 착체와 같은 착체의 열분해입니다.예를 들어 미결정 바륨디우란산염(BaUO)은27 900°[4]C에서 아세트산바륨을 열분해하여 제조되었다.

Ba[UO2(ac)]32 → BaUO27... (ac=CHCO32−)

우라닐염 수용액에 알칼리를 첨가하여 우라네이트를 제조할 수 있다.그러나, 그 형태의 침전물의 구성은 가변적이며 사용된 화학 및 물리적 조건에 따라 달라진다.

우란산염은 물과 다른 용제에 용해되지 않기 때문에 순수한 샘플은 반응 조건을 [3]세심하게 제어해야만 얻을 수 있습니다.

공식 U옥스 상태 스페이스 그룹 대칭 공식 U옥스 상태 스페이스 그룹 대칭 공식 U옥스 상태 스페이스 그룹 대칭
Li2UO4 VI α: Fmmm, Pnma

β:

 직교 혈전성

육각형의

 BaU2O7 VI I41/AMD 사각형 Sr2UO5 VI P21/c 단사정형의
Na2UO4 VI α: Cmmm

β: Pnma

 직교 혈전성

직교 혈전성

 SrU2O7 VI Li6UO6 VI 육각형의
쿠오24 VI α: I4/mm

β:

 사각형

직교 혈전성

 CaU2O7 VI Ca3UO6 VI P21 단사정형의
Cs2UO4 VI I4/mm 사각형 MgU3O10 VI 육각형의 Sr3UO6 VI P21 단사정형의
MgUO4 VI 임마 직교 혈전성 Li2U3O10 VI α: P21/c

β: P2

 단사정형의

단사정형의

 Ba3UO6 VI FM-3m 입방체의
CaUO4 VI R-3m 마름모꼴의 SrU4O13 VI 단사정형의 NaUO3 V Pbnm 직교 혈전성
SrUO4 VI α: R-3m

β: Pbcm

 마름모꼴의

직교 혈전성

 Li2U6O19 VI 직교 혈전성 쿠오3 V PM3m 입방체의
BaUO4 VI Pbcm 직교 혈전성 쿠오2722 VI 빠밤 직교 혈전성 RbUO3 V PM3m 입방체의
Li2U2O7 VI 직교 혈전성 Rb2U7O22 VI 빠밤 직교 혈전성 CaUO3 IV 입방체의
Na2U2O7 VI C2/m 단사정형의 Cs2U7O22 VI 빠밤 직교 혈전성 SrUO3 IV 직교 혈전성
쿠오227 VI R-3m 육각형의 Li4UO5 VI I4/m 사각형 BaUO3 IV PM3m 입방체의
Rb2U2O7 VI R-3m 육각형의 Na4UO5 VI I4/m 사각형 Li3UO4 V 사각형
Cs2U2O7 VI α: C2/m

β: C2/m

§: P6/mmc

 단사정형의

단사정형의

육각형의

 Ca2UO5 VI P21/c 단사정형의 Na3UO4 V FM-3m 입방체의

우라늄(VI)

구조물들

CaUO4 구조[5]
BaUO4 구조[5]

모든 우란산염(VI)은 혼합 산화물, 즉 금속, 우라늄 및 산소 원자로 구성된 화합물이다.[UO4]2− 또는 [UO27]2−와 같은 우라늄 산소 음이온은 알려져 있지 않다.대신, 모든 우란산염 구조는 무한 [1]격자에서 산소 원자를 공유하는 UO 다면체를 기반으로n 합니다.우란산염(VI)의 구조는 악티니드 원소를 제외한 다른 원소의 혼합 산화물의 구조와 다르다.특별한 특징은 Uranyl 이온, UO와22+ 유사한 선형 O-U-O 부분이 존재한다는 것입니다.단, U-O 결합길이는 우라닐 이온의 결합길이와 비슷한 167pm부터 관련 화합물α-UO의3 약 208pm까지 다양하기 때문에 이들 화합물이 모두 우라닐 이온을 포함하고 있는지 여부는 논란의 여지가 있다.우란산염에는 "우라닐" 옥시겐 [1]외에 가장 가까운 이웃 산소 원자의 수로 정의되는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

MUO(M=Li, Na, K) 및 MUO4(M=Ca, Sr)를 포함한24 하나의 그룹에는 6개의 산소 원자가 추가로 존재한다.예를 들어 우란산칼슘 CaUO를4 예로 들면, 6개의 산소 원자는 O-U-O 축(우라늄 원자의 국소점군3d D)을 관통하는 8면체의 3배 대칭 축을 따라 평탄화된 평탄한 8면체로 배열된다.이러한 산소 원자는 각각 화학측정학을 설명하는 세 개의 우라늄 원자 간에 공유된다. U 2×O 6×1/3 O = UO4.이 구조는 육각형 층 구조로 설명되었습니다.2개의 U-O 거리가 줄어들고 나머지 6개의 거리가 늘어난 [1]왜곡된 불소석 구조로도 볼 수 있다.

다른 그룹에는 우란산바륨, BaUO로4 대표되는 4개의 산소 원자가 더 있다.이들 4개의 산소는 평면상에 존재하며 각각 화학측정학을 설명하는 두 개의 우라늄 원자(U 2×O 4×1/2O = UO4) 간에 공유된다.이 구조는 사각형 층 [1]구조라고 불립니다.

MgUO4 [6]구조

마그네슘 우란산염인 MgUO는4 상당히 다른 구조를 가지고 있다.왜곡된6 UO 8면체는 무한 사슬에 연결되어 있습니다. "우라닐" U-O 결합 길이는 192 pm으로 다른 U-O 결합 길이인 218 [1]pm보다 그리 짧지 않습니다.

소위 디우란산염이라고 불리는 많은 것들이 알려져 있다.이들은 두 가지 범주로 분류되는데, 정확히 조성의 화합물, 즉 금속 산화물 또는 우라닐 복합체의 소금과 옐로케이크에서 발견되는 대략적인 조성의 물질의 열분해로 합성된다.이름은 경험식인 MUO만을x27 가리킵니다. 구조는 중크롬산 이온과 같은 이온과는 완전히 다릅니다.예를 들어 디우란산바륨, BaUO27, UO6 팔면체 유닛은 엣지 공유로 결합되어 결정학적 a,[4] b방향으로 무한사슬을 형성한다.

보다 복잡한 경험식을 가진 우란산염이 알려져 있다.기본적으로 이러한 현상은 양이온:우라늄 비율이 2:1(1가 양이온) 또는 1:1(2가 양이온)과 다를 때 발생합니다.전하 균형은 산소 원자의 수를 양이온과 우라닐기의 전하 합계의 절반으로 제한한다.예를 들어 양이온+ K에서는 경험식24 KUO, KUO227,[7] KUO에2413 해당하는 K:U 비율이 2, 1, 0.5인 화합물이 발견되었다.이들 화합물의 우란산염 구조는 UOx 구조 단위가 서로 연결되는 방식에 따라 다릅니다.

속성 및 용도

옐로케이크 드럼통

우라늄과 다른 원소를 분리하여 우라늄을 우라늄염 [8]함유 용액에 알칼리를 첨가하여 옐로케이크를 제조한다.

사용되는 알칼리가 암모니아일 경우 업계에서 ADU로 알려진 소위 암모늄 디우란산염이 옐로케이크의 주요 성분입니다.침전물의 정확한 구성은 존재하는 조건과 음이온에 따라 어느 정도 달라지며 공식(NH4)2UO는27 근사치일 뿐이다.다양한 온도 조건에서 암모니아를 첨가하여 얻은 침전물과 최종 pH가 건조되었을 때 암모니아/우라늄 비율이 0.37인 느슨하게 결합된 화합물로 간주되었다.[9]다른 연구에서는 총 공식 3UO에3 근사한 것으로 밝혀졌다.NH3·5HO2,[10] Uranyl 이온의 비대칭 신장 빈도는 NH 함량이 증가함에4+ 따라 감소하는 것으로 확인되었다.이러한 감소는 연속적이며 밴드 분할이 관찰되지 않았으며, 이는 우란산 암모늄 시스템이 균질하고 [11]연속적이라는 것을 나타낸다.

우라늄 유리제품 컬렉션

ADU는 핵연료로 사용되는 우라늄 산화물 생산의 중간체이며 가열에 의해 산화물로 직접 변환됩니다.β-UO는3 약 350 °C에서 생성되며 UO는38 더 높은 온도에서 얻어진다.사용되는 알칼리가 수산화나트륨일 경우, 이른바 디우란산나트륨(SDU)이 생성됩니다.이것은 또한 산화물로 바뀔 수 있다.알칼리의 또 다른 선택은 산화 마그네슘으로, MDU로 알려진 디우란산 마그네슘을 만든다.

우라늄(VI)의 산화물과 우란산염은 과거 피에스타와 마찬가지로 황색 세라믹 글레이즈로, 황록색 우라늄 [12]유리를 만드는 데 사용되어 왔다.우라늄의 방사능에 대한 우려 때문에 이 두 가지 적용은 모두 포기되었다.우란산염은 방사성 폐기물 [13]관리에 중요하다.

우라늄(V)

여러 계열의 우란산염(V)이 특징지어졌습니다.식I3 MUO의 화합물은 페로브스카이트 구조를 가진다.화합물I34 MUO는 암염 구조에 결함이 있다.MUOI76 구조는 산소 원자의 육각형 밀착 배열에 기초합니다.모든 경우에 우라늄은 산소 원자의 8면체 중심에 있다.또한III4 최근에는 MUO가 합성되어 특성화 되었다(MIII=Bi, Fe, Cr 등).[14][15]우라늄(V)의 다른 화합물은 거의 [3]안정되어 있지 않다.

우라늄(IV)

바륨우란산염(BaUO3)은 산소가 전혀 없는 대기에서 산화바륨과 이산화우라늄으로 만들어진다.큐빅 결정 구조(공간군 Pm3m)[16]를 가지고 있다.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f Wells, A. F. (1962). Structural Inorganic Chemistry (3rd ed.). Oxford: Clarendon Press. pp. 966–969. ISBN 978-0-19-855125-6.
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