Elemento químico · actínido
Uranio
Elemento pesado y radiactivo. Se usa como combustible nuclear y en armas nucleares.
Propiedades rápidas
- Nº atómico
- 92
- Peso atómico
- 238.0289
- Grupo
- —
- Periodo
- 7
- Estado
- sólido
- Bloque
- F
- Valencia
- +6
- Tipo
- actínido
Qué es el uranio
El uranio es un elemento químico de gran relevancia debido a su capacidad para liberar enormes cantidades de energía en reacciones nucleares. Es un metal pesado y radiactivo, conocido principalmente por su uso en la generación de energía nuclear y en armamento. Como curiosidad, su radiactividad fue clave en el descubrimiento de la fisión nuclear, un hito en la física moderna.
Para qué sirve el uranio
Energía nuclear
El uranio se utiliza como combustible en reactores nucleares para generar electricidad. El isótopo más comúnmente usado es el uranio-235, que al fisionarse libera energía que calienta agua para producir vapor y mover turbinas.
Armas nucleares
El uranio-235 también es un componente clave en la fabricación de armas nucleares. Su capacidad para iniciar una reacción en cadena lo hace idóneo para este propósito, aunque su uso está altamente regulado.
Propulsión naval
El uranio se emplea en reactores nucleares de submarinos y portaaviones, proporcionando una fuente de energía duradera que permite a estas naves operar sin necesidad de reabastecimiento frecuente.
Datación geológica
El uranio se utiliza en la datación de rocas y minerales. A través del método de uranio-plomo, los geólogos pueden determinar la edad de formaciones geológicas antiguas con gran precisión.
Datos del uranio
- Número atómico (Z)
- 92
- Masa atómica
- 238,0289 u
- Punto de fusión
- 1135 °C
- Punto de ebullición
- 4131 °C
- Densidad
- 19,1 g/cm³
- Electronegatividad (Pauling)
- 1,38
- Radio atómico
- 175 pm
- Energía de 1ª ionización
- 597,6 kJ/mol
- Afinidad electrónica
- 50,94 kJ/mol
- Dureza (Mohs)
- 6
- Estructura cristalina
- ortorrómbica (α-U, < 668 °C)
- Color / aspecto
- gris-plateado brillante; se oscurece rápidamente a amarillo en aire (UO₂)
- Origen del nombre
- por el planeta Urano, descubierto pocos años antes
- Descubrimiento
- 1789 · Martin Heinrich Klaproth (Alemania)
Propiedades del uranio
Propiedades físicas
El uranio es un metal de color plateado-grisáceo que se oxida rápidamente en el aire. Es denso, con una densidad de aproximadamente 19 g/cm³, similar a la del oro. Tiene un punto de fusión de 1132 °C y un punto de ebullición de 4131 °C. Es un buen conductor de electricidad y calor.
Propiedades químicas
El uranio es un elemento altamente reactivo, especialmente con no metales como el oxígeno y el azufre, formando óxidos y sulfuros. Sus estados de oxidación más comunes son +3, +4, +5 y +6, siendo el +6 el más estable. Es radiactivo y puede ser peligroso si no se maneja adecuadamente.
Configuración electrónica
La configuración electrónica abreviada del uranio es:
[Rn] 5f³ 6d¹ 7s²
En notación desarrollada completa:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 5f³ 6d¹ 7s²
El uranio distribuye sus 92 electrones siguiendo las reglas de Aufbau, Hund y el principio de exclusión de Pauli. Los electrones del último nivel energético (los electrones de valencia) son los responsables de las propiedades químicas del elemento.
Estados de oxidación y valencias del uranio
| Estado | Ejemplo(s) | Frecuencia |
|---|---|---|
| +3 | UCl₃, U₂O₃ (raro) | secundario |
| +4 | UO₂ (combustible nuclear), UF₄, UCl₄ | principal |
| +5 | UF₅ (intermedio) | raro |
| +6 | UO₃, UF₆ (volátil, enriquecimiento), uranilo UO₂²⁺ (amarillo) | principal |
Si lo que necesitas es formular, en la página de las valencias del uranio está cada estado de oxidación con su ejemplo resuelto , la nomenclatura de cada uno y de dónde sale a partir de la configuración electrónica.
Historia del uranio
El uranio fue descubierto en 1789 por el químico alemán Martin Heinrich Klaproth, quien lo nombró en honor al planeta Urano, descubierto ocho años antes. Klaproth identificó el elemento mientras analizaba un mineral llamado pechblenda. Aunque aisló un óxido de uranio, el metal puro no se obtuvo hasta 1841, cuando Eugène-Melchior Péligot logró reducir el tetracloruro de uranio con potasio.
Compuestos habituales
| Fórmula | Nombre | Descripción |
|---|---|---|
| UO2 | Dióxido de uranio | Se utiliza como combustible en reactores nucleares. |
| UF6 | Hexafluoruro de uranio | Es clave en el proceso de enriquecimiento de uranio. |
| U3O8 | Trióxido de uranio | Es un compuesto estable y común en el ciclo del combustible nuclear. |
Dónde se encuentra el uranio
El uranio es relativamente abundante en la corteza terrestre, encontrándose en minerales como la uraninita, la carnotita y la torbernita. No se encuentra en seres vivos ni en el universo en grandes cantidades. Se extrae principalmente de minas en países como Canadá, Australia y Kazajistán.
Isótopos del uranio
| Isótopo | Masa | Abundancia | Vida media |
|---|---|---|---|
| U-234 | 234,04095 u | 0,0055 % | 245.500 años |
| U-235 | 235,04393 u | 0,7204 % | 7,04 × 10⁸ años |
| U-238 | 238,05079 u | 99,2742 % | 4,468 × 10⁹ años |
| U-233 | 233,03964 u | — | 159.200 años |
Curiosidades sobre el uranio
-
El uranio natural está compuesto principalmente por dos isótopos: uranio-238 y uranio-235, siendo este último el que se utiliza en reactores y armas nucleares.
-
El uranio fue uno de los primeros elementos en los que se descubrió la radiactividad, gracias a los experimentos de Henri Becquerel en 1896.
-
A pesar de su peligrosidad, el uranio se usó en el pasado para colorear vidrio y cerámica, produciendo un característico tono verde o amarillo.
El uranio en la tabla periódica
- Tipo: actínido.
- Grupo: pertenece a los actínidos, no asignado a un grupo numerado.
- Periodo: 7.
- Bloque: F (el último electrón se aloja en un orbital de tipo f).
- Valencia principal: +6.
Compara con el resto de actínidos o con los elementos del periodo 7.