Радиоактивті элементтер

Ежелгі уақытта уранның табиғи оксиді сары ыдыс-аяқ жасау үшін қолданылған. Сонымен, Неаполь маңында құрамында 1% уран оксиді бар және б.з. 79 жылға жататын сары әйнектің сынығы табылды. [6] уран тарихындағы алғашқы маңызды күн — 1789 жыл, неміс натурфилософы және химигі Мартин Генрих Клапрот саксондық настуран кенінен алынған алтын сары "жерді" қара металл тәрізді затқа дейін қалпына келтірді. Сол кезде белгілі болған ең алыс планетаның құрметіне (Гершель сегіз жыл бұрын ашқан) Клапрот жаңа затты элемент деп санап, оны уран деп атады (осылайша ол Иоганн Боденің Гершель ұсынған "Джордж жұлдызы" орнына жаңа планетаны "уран" деп атау туралы ұсынысын қолдағысы келді). Елу жыл ішінде Клапроттың ураны металға айналды. Тек 1841 жылы француз химигі Евгений Пелиго (1811-1890) өзіне тән металл жылтырлығына қарамастан, Клапроттың ураны элемент емес, UO2 оксиді екенін дәлелдеді. 1840 жылы пелиго қарапайым зат ала алды уран-сұр-болат түсті ауыр металл — және оның атомдық салмағын анықтаңыз. Уранды зерттеудегі келесі маңызды қадамды 1874 жылы Д. И. Менделеев жасады. Ол жасаған периодтық жүйеге сүйене отырып, ол уранды кестесінің ең алыс ұяшығына орналастырды. Бұрын уранның атомдық салмағы 120-ға тең деп есептелген. Менделеев бұл мәнді екі есеге арттырды. 12 жылдан кейін оның көрегендігі неміс химигі Циммерманның (J. Zimmermann) тәжірибесімен расталды[7].

1804 жылы неміс химигі Адольф Гелен эфирдегі уранил хлориді ерітіндісінің Жарық сезімталдығын ашты[8]; бұл қасиет француз өнертапқышы Абель Ниепс де Сент-Виктор 1857 жылы фотосуретте қолдануға тырысты, бірақ уран тұздары жарыққа сезімтал материалдарды шығаратын көрінбейтін сәуле шығаратынын анықтады; сол кезде бұл байқау байқалмай қалды.

1896 жылы уранды зерттей отырып, француз ғалымы Антуан Анри Беккерель кездейсоқ радиоактивті ыдырауды ашты. Сонымен бірге француз химигі Анри Моиссан таза металл уранын алу әдісін ойлап тапты. 1899 жылы Эрнест Резерфорд уран препараттарының сәулеленуі біркелкі емес екенін, сәулеленудің екі түрі бар екенін анықтады — альфа және бета сәулелері. Олар әртүрлі электр зарядын тасымалдайды; олардың заттағы жүгірісі мен иондау қабілеті бірдей емес. 1900 жылы мамырда Пол Виллард сәулеленудің үшінші түрін — гамма-сәулелерді ашты.

Резерфорд 1907 жылы Фредерик Соддимен бірге жасаған радиоактивтілік теориясының негізінде радиоактивті уран мен торийді зерттеу кезінде минералдардың жасын анықтау бойынша алғашқы тәжірибелер жүргізді.1938 жылы неміс физиктері Отто Ган мен Фриц Страссман нейтрондармен сәулелену кезінде уран ядросымен болатын күтпеген құбылысты ашты. Бос нейтронды ұстап, уран 235u изотопының ядросы бөлінеді, ал (бір уран ядросына есептегенде) жеткілікті үлкен энергия, негізінен сынықтар мен сәулеленудің кинетикалық энергиясы түрінде бөлінеді. Бұл құбылыстың теориясын кейінірек Лиза Мейтнер мен Отто Фриш және олардан тәуелсіз Готтфрид фон Дросте мен Зигфрид Флюгге негіздеді[9]. Бұл жаңалық атомішілік энергияны бейбіт және әскери пайдаланудың бастауы болды.

1939-1940 жылдары Ю. Б. Харитон мен Я. б. Зельдович алғаш рет табиғи уранды уран-235-пен аздап байыту арқылы атом ядроларының үздіксіз бөлінуіне жағдай жасауға болатындығын, яғни процеске тізбекті сипат беруге болатындығын теориялық тұрғыдан көрсетті.

1942 жылы 2 желтоқсанда АҚШ-та уранның плутонийге айналу процесінің мүмкіндігі туралы гипотеза эксперименталды түрде дәлелденді.

Физикалық қасиеттері

Уран атомының толық электронды конфигурациясы: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p65f36d17s2.

Уран-өте ауыр, әлсіз радиоактивті, жылтыр металл, күміс-ақ түсті. Таза түрінде ол болаттан сәл жұмсақ, иілгіш, икемді, парамагниттік қасиеттері аз. Балқу температурасы 1132,3 °C[10] [11]. Уранның үш кристалды модификациясы бар:

α-U (667,7 °C дейін тұрақты), ромбтық сингония, кеңістіктік топ c mcm, ұяшық параметрлері a = 0,2858 нм, b = 0,5877 нм, c = 0,4955 нм, Z = 4;

β-U (667,7 °C-тан 774,8 °C-қа дейін тұрақты), тетрагональды сингония, кеңістіктік топ p 42 / mnm, ұяшық параметрлері a = 1,0759 нм, c = 0,5656 нм, Z = 30;