Uranil

Uranil  ioni +6 oksidlanish holatida uranning oksidlanishi, kimyoviy formulasi UO2+.UO</br> UO. U qisqa U-O bog'lari boʻlgan chiziqli tuzilishga ega, bu uran va kislorod o'rtasida bir nechta aloqalar mavjudligini ko'rsatadi. To'rt yoki undan ortiq ligandlar uran atomi atrofida ekvator tekisligida uranil ioniga bog'lanishi mumkin. Uranil ioni ko'plab komplekslarni, ayniqsa kislorod donor atomlariga ega boʻlgan ligandlar bilan hosil qiladi. Uranil ionining komplekslari uning rudalaridan uran qazib olish va yadro yoqilg'isini qayta ishlashda muhim ahamiyatga ega.

Tuzilishi va bog'lanishi 

Uranil ioni chiziqli va simmetrik bo'lib, ikkala U-O bog'lanish uzunligi taxminan 180 pm. Bog'lanish uzunligi uran va kislorod atomlari o'rtasida bir nechta bog'lanish mavjudligini ko'rsatadi. Uran (VI) oldingi unversal gaz, radonning elektron konfiguratsiyasiga ega boʻlganligi sababli, U-O aloqalarini shakllantirishda ishlatiladigan elektronlar kislorod atomlari tomonidan ta'minlanadi. Elektronlar uran atomidagi bo'sh atom orbitallariga beriladi. Eng kam energiyaning bo'sh orbitallari 7s, 5f va 6d. Valentlik bog'lanish nazariyasi nuqtai nazaridan sigma aloqalari d z 2 va f z 3 yordamida sd, sf va df gibrid orbitallarni qurish uchun tuzilishi mumkin (z o'qi kislorod atomlari orqali o'tadi). (d xz, d yz) va (f xz 2 va f yz 2) dan pi bog'lanish hosil qilish uchun foydalanish mumkin. Bog'lanishda qo'llaniladigan d yoki f orbitallari juftligi ikki marta degenerativ boʻlganligi sababli, bu uchta umumiy bog'lanish tartibiga to'g'ri keladi.

Uranil ioni har doim boshqa ligandlar bilan bog'langan. Eng keng tarqalgan joylashuv ekvatorial ligandlar deb ataladigan O–U–O chizigʻiga perpendikulyar boʻlgan va uran atomidan oʻtuvchi tekislikda yotishidir. [UO2Cl4 ] 2− da boʻlgani kabi toʻrt ligand bilan uran buzilgan oktaedral muhitga ega. Ko'p hollarda ekvatorni to'rtdan ortiq ligand egallaydi.

Uranil ftorida, UO2F2, uran atomi uranil konfiguratsiyasida ikkita kislorod atomi va uranil guruhlari o'rtasida oltita ftorid ionlari ko'prigi bilan qatlam tuzilishini hosil qilish orqali 8 koordinatsiya raqamiga erishadi. Xuddi shunday tuzilish a- uran trioksidida ham mavjud bo'lib, ftorid o'rnida kislorod mavjud, bundan tashqari qatlamlar nisbatan qisqa U-O masofalari bilan aniqlanadigan "uranil guruhlari" dan kislorod atomini almashish orqali bog'lanadi. Shunga o'xshash tuzilish ba'zi uranatlarda uchraydi, masalan, kaltsiy uranati, CaUO4, tuzilishda izolyatsiyalangan uranil guruhlari bo'lmasa ham, ular Ca(UO2)O2 sifatida yozilishi mumkin.

Uranil birikmalarining rangi taxminan ligand-metall zaryad o'tishi bilan bog'liq. 420 nm, ko'rinadigan spektrning ko'k chetida. Yutish zonasi va NEXAFS tasmalarining aniq joylashishi ekvatorial ligandlarning tabiatiga bog'liq. Uranil ionini o'z ichiga olgan birikmalar odatda sariq rangga ega, ammo ba'zi birikmalar qizil, to'q sariq yoki yashil bo'ladi.

Uranil birikmalari ham luminesans ko'rsatadi. 1849-yilda Brewster tomonidan uran shishasining yashil lyuminessensiyasi bo'yicha birinchi tadqiqot uranil ionining spektroskopiyasi bo'yicha keng qamrovli tadqiqotlarni boshladi. Ushbu spektr haqida batafsil ma'lumot 130 yildan keyin olingan. Hozirgi vaqtda uranil lyuminesansi aniqroq fosforessensiya ekanligi aniqlangan, chunki u eng past uchlik qo'zg'aluvchan holatdan yagona asosiy holatga o'tish bilan bog'liq. Radioaktivlikni ochishda K2UO2(SO4) 2 ning luminesans ishtirok etdi.

Uranil ioni taxminan n U–O cho'zuvchi tebranishlarga ega. 880 sm −1 (Raman spektri) va 950 sm −1 (infraqizil spektr). Bu chastotalar ma'lum darajada ekvator tekisligida qaysi ligandlar mavjudligiga bog'liq. Cho'zish chastotasi va U-O bog'lanish uzunligi o'rtasida korrelyatsiya mavjud. Bundan tashqari, cho'zish chastotasi ekvatorial ligandlarning spektrokimyoviy qatordagi o'rni bilan bog'liqligi ham kuzatilgan.

Suvli kimyo 

 [UO 2 (H 2 O) 4 ] 2+ ⇌ [UO 2 (H 2 O) 3 (OH)] + + H + ; p K <sub id="mwmg">a</sub> = ca. 4.2

PH oshgani sayin, stexiometriya bilan polimer turlari [(UO2)2(OH)2 ] 2+ va [(UO2)3(OH)5 ] + gidroksid UO2(OH)2 choʻkmasidan oldin hosil boʻladi. Gidroksid kuchli gidroksidi eritmada eriydi va uranil ionining gidrokso komplekslarini beradi.

Uranil ioni rux metali kabi engil qaytaruvchi moddalar yordamida +4 oksidlanish darajasiga tushirilishi mumkin. Uran (III) ga qaytarilishi Jons reduktori yordamida amalga oshirilishi mumkin.

Uranil ioni o'zini qattiq qabul qiluvchi sifatida tutadi va gidroksid, karbonat, nitrat, sulfat va karboksilat kabi ftorid va kislorod donor ligandlariga qaraganda azot-donor ligandlari bilan kuchsizroq komplekslar hosil qiladi. Ekvator tekisligida 4, 5 yoki 6 donor atom bo'lishi mumkin. Uranilnitratda [UO2(NO3)2]·2H2O, masalan, ekvator tekisligida oltita donor atom bor, to'rtta bidentat nitrato ligandlaridan va ikkitasi suv molekulalaridan. Tuzilishi olti burchakli bipiramidal sifatida tavsiflanadi. Boshqa kislorod-donor ligandlari orasida fosfin oksidi va fosfat efirlari mavjud.  Uranil nitrat, UO2(NO3)2 ni suvli eritmadan dietil efirga olish mumkin. Olingan kompleksda uranil ioni bilan bog'langan ikkita nitrato ligand mavjud bo'lib, ular elektr zaryadsiz kompleks hosil qiladi, shuningdek, suv molekulalari efir molekulalari bilan almashtiriladi va butun kompleksga sezilarli gidrofobik xususiyat beradi. Kompleksni organik erituvchilarda eruvchan qilishning eng muhim omili elektron neytrallikdir. Nitrat ioni uranil ioni bilan o'tish metalli va lantanid ionlariga qaraganda ancha kuchli komplekslar hosil qiladi. Shuning uchun faqat uranil va boshqa aktinil ionlari, shu jumladan plutonil ioni, PuO2+</br> PuO, boshqa ionlarni o'z ichiga olgan aralashmalardan olinishi mumkin. Suvli eritmadagi uranil ioni bilan bog'langan suv molekulalarini ikkinchi, gidrofobik, ligand bilan almashtirish neytral kompleksning organik erituvchida eruvchanligini oshiradi. Bu sinergik effekt deb ataladi.

Uranil ionining suvli eritmasida hosil boʻlgan komplekslari uning rudalaridan uranni ajratib olishda ham, yadro yoqilg'isini qayta ishlashda ham katta ahamiyatga ega. Sanoat jarayonlarida uranil nitrat tributilfosfat (TBP(CH3CH2CH2CH2O)3PO) bilan afzal qilingan ikkinchi ligand va kerosin afzal organik erituvchi sifatida chiqariladi. Keyinchalik jarayonda uran kuchli nitrat kislota bilan ishlov berish orqali organik erituvchidan tozalanadi, u suvli fazada ko'proq eriydigan [UO2(NO3)4 ] 2− kabi komplekslarni hosil qiladi. Uranil nitrat eritmani bug'lantirish orqali olinadi.

Minerallar 
Uranil ioni uranga boy mineral qatlamlarda yuzaga keladigan suv-tog' jinslarining o'zaro ta'siri natijasida uran rudasi konlaridan olingan minerallarda uchraydi. Uranil o'z ichiga olgan minerallarga misollar:

 silikatlar: uranofan (H3O)2Ca(UO2)2(SiO4) · 3H2O)
 fosfatlar: autunit (Ca(UO2)2(PO4)2·8-12H2O), torbernit (Cu(UO2)2(PO4)·8-12H 2O)
 arsenatlar: arsenuranospatit (Al(UO2)2 (AsO4)2F·20H2O)
 vanadatlar: karnotit (K2(UO2)2(VO4)2· 3H2O), tyuyamunit (Ca(UO2)2V2O8·8H2O)
 karbonatlar: shrokingerit NaCa3(UO2) (CO3)3(SO4)F·10H2O
 oksalatlar: uroksit [(UO2)2(C2O4(OH)2(H2O)2 ]·H2O.

Bu minerallar  sotuvda unchalik qiymatga ega emas, chunki uranning katta qismi pitchblenddan yaʼni uranga boy mineraldan ajratib olinadi.

Ishlatilishi 
Uranil tuzlari DNKni elektron va elektromagnit mikroskopiya tadqiqotlari uchun namunalarni bo'yash uchun ishlatiladi.

Salomatlik va atrof-muhit muammolari 
Uranil tuzlari toksik bo'lib, og'ir surunkali buyrak kasalligi va o'tkir quvurli nekrozga olib kelishi mumkin. Maqsadli organlarga buyraklar, jigar, o'pka va miya kiradi. To'qimalarda, shu jumladan gonotsitlarda uranil ionlarining to'planishi tug'ma kasalliklarni keltirib chiqaradi va oq qon hujayralarida immunitet tizimining shikastlanishiga olib keladi. Uranil birikmalari ham neyrotoksindir. Uranil ionlari bilan ifloslangan uran ob'ektlari va atrofida topilgan.

Uranning barcha birikmalari radioaktivdir. Biroq, uran odatda kamaygan shaklda bo'ladi, yadro sanoati kontekstidan tashqari. Tuzilgan uran asosan <sup id="mwATE">238</sup> U dan iborat bo'lib, u alfa-parchalanish bilan parchalanadi, yarimparchalanish . Agar uran tarkibida <sup id="mwATU">235</sup> U bo'lsa ham, xuddi shunday yarimparchalanish davri taxminan  boʻlgan parchalanadi. o'tgan bo'lsa ham, ularning ikkalasi ham zaif alfa emitentlari sifatida ko'rib chiqiladi va ularning radioaktivligi faqat to'g'ridan-to'g'ri aloqa yoki yutish bilan xavflidir.

Manbalar 

Uran
Uranil
Uran birikmalari
Pages with unreviewed translations