Uranium adalah sejenis unsur logam yang radioaktif, berwarna kelabu keperakan dengan simbol U dan nombor atom 92. Uranium digunakan untuk menghasilkan tenaga nuklear yang berbahaya, senjata nuklear dan sebagainya.

Uranium,  92U
HEUraniumC.jpg
Ciri-ciri umum
RupaKelabu berkilat, membentuk lapisan oksida hitam apabila terdedah kepada udara
Uranium dalam jadual berkala
Hidrogen (bukan logam diatom)
Helium (gas adi)
Litium (logam alkali)
Berilium (logam alkali bumi)
Boron (metaloid)
Karbon (bukan logam poliatom)
Nitrogen (bukan logam diatom)
Oksigen (bukan logam diatom)
Fluorin (bukan logam diatom)
Neon (gas adi)
Natrium (logam alkali)
Magnesium (logam alkali bumi)
Aluminium (logam pascaperalihan)
Silikon (metaloid)
Fosforus (bukan logam poliatom)
Sulfur (bukan logam poliatom)
Klorin (bukan logam diatom)
Argon (gas adi)
Kalium (logam alkali)
Kalsium (logam alkali bumi)
Skandium (logam peralihan)
Titanium (logam peralihan)
Vanadium (logam peralihan)
Kromium (logam peralihan)
Mangan (logam peralihan)
Besi (logam peralihan)
Kobalt (logam peralihan)
Nikel (logam peralihan)
Kuprum (logam peralihan)
Zink (logam peralihan)
Galium (logam pascaperalihan)
Germanium (metaloid)
Arsenik (metaloid)
Selenium (bukan logam poliatom)
Bromin (bukan logam diatom)
Kripton (gas adi)
Rubidium (logam alkali)
Strontium (logam alkali bumi)
Ytrium (logam peralihan)
Zirkonium (logam peralihan)
Niobium (logam peralihan)
Molibdenum (logam peralihan)
Teknetium (logam peralihan)
Rutenium (logam peralihan)
Rodium (logam peralihan)
Paladium (logam peralihan)
Perak (logam peralihan)
Kadmium (logam peralihan)
Indium (logam pascaperalihan)
Timah (logam pascaperalihan)
Antimoni (metaloid)
Telurium (metaloid)
Iodin (bukan logam diatom)
Xenon (gas adi)
Sesium (logam alkali)
Barium (logam alkali bumi)
Lantanum (lantanid)
Serium (lantanid)
Praseodimium (lantanid)
Neodimium (lantanid)
Prometium (lantanid)
Samarium (lantanid)
Europium (lantanid)
Gadolinium (lantanid)
Terbium (lantanid)
Disprosium (lantanid)
Holmium (lantanid)
Erbium (lantanid)
Tulium (lantanid)
Yterbium (lantanid)
Lutetium (lantanid)
Hafnium (logam peralihan)
Tantalum (logam peralihan)
Tungsten (logam peralihan)
Renium (logam peralihan)
Osmium (logam peralihan)
Iridium (logam peralihan)
Platinum (logam peralihan)
Emas (logam peralihan)
Merkuri (logam peralihan)
Talium (logam pascaperalihan)
Plumbum (logam pascaperalihan)
Bismut (logam pascaperalihan)
Polonium (logam pascaperalihan)
Astatin (metaloid)
Radon (gas adi)
Fransium (logam alkali)
Radium (logam alkali bumi)
Aktinium (aktinid)
Torium (aktinid)
Protaktinium (aktinid)
Uranium (aktinid)
Neptunium (aktinid)
Plutonium (aktinid)
Amerisium (aktinid)
Kurium (aktinid)
Berkelium (aktinid)
Kalifornium (aktinid)
Einsteinium (aktinid)
Fermium (aktinid)
Mendelevium (aktinid)
Nobelium (aktinid)
Lawrencium (aktinid)
Rutherfordium (logam peralihan)
Dubnium (logam peralihan)
Seaborgium (logam peralihan)
Bohrium (logam peralihan)
Hasium (logam peralihan)
Meitnerium (ciri kimia tidak diketahui)
Darmstadtium (ciri kimia tidak diketahui)
Roentgenium (ciri kimia tidak diketahui)
Kopernisium (logam peralihan)
Nihonium (ciri kimia tidak diketahui)
Flerovium (ciri kimia tidak diketahui)
Moscovium (ciri kimia tidak diketahui)
Livermorium (ciri kimia tidak diketahui)
Tennessin (ciri kimia tidak diketahui)
Oganesson (ciri kimia tidak diketahui)
Nd

U

(Uqh)
protaktiniumuraniumneptunium
Nombor atom (Z)92
Kumpulan, kalan/a, kala 7
BlokBlok f
Konfigurasi elektron[Rn] 5f3 6d1 7s2
Bil. elektron per petala/cengkerang
2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
Ciri-ciri fizikal
Takat lebur1405.3 K ​(1132.2 °C, ​2070 °F)
Takat didih4404 K ​(4131 °C, ​7468 °F)
Ketumpatan suhu bilik hampir19.1 g/cm3
apabila cecair, pada t.l.17.3 g/cm3
Haba pelakuran9.14 kJ/mol
Haba pengewapan417.1 kJ/mol
Muatan haba molar27.665 J/(mol·K)
Tekanan wap
T (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pada S (K) 2325 2564 2859 3234 3727 4402
Ciri-ciri atom
KeelektronegatifanSkala Pauling: 1.38
Tenaga pengionanpertama: 597.6 kJ/mol
ke-2: 1420 kJ/mol
Jejari atomempirik: 156 pm
Jejari kovalen196±7 pm
Jejari van der Waals186 pm
Rampaian
Struktur hablurortorombik
Struktur hablur orthorhombic bagi uranium
Kelajuan bunyi rod nipis3155 m/s (pada 20 °C)
Pekali pengembangan terma13.9 µm/(m·K) (pada 25 °C)
Daya pengaliran terma27.5 W/(m·K)
Kerintangan elektrik0.280 µΩ·m (pada 0 °C)
Sifat kemagnetanparamagnet
Modulus Young208 GPa
Modulus ricih111 GPa
Modulus pukal100 GPa
Nisbah Poisson0.23
Kekerasan Vickers1960–2500 MPa
Kekerasan Brinell2350–3850 MPa
Nombor CAS7440-61-1
Sejarah
PenamaanSempena planet Uranus
PenemuanMartin Heinrich Klaproth (1789)
Pengasiangan pertamaEugène-Melchior Péligot (1841)
Isotop utama bagi uranium
Iso­top Kelim­pahan Separuh hayat Mod reputan Pro­duk
232U sin 68.9 y SF
α 5.414 228Th
233U surih 1.592×105 y SF 197.93[1]
α 4.909 229Th
234U 0.005% 2.455×105 y SF 197.78
α 4.859 230Th
235U 0.720% 7.04×108 y SF 202.48
α 4.679 231Th
236U trace 2.342×107 y SF 201.82
α 4.572 232Th
238U 99.274% 4.468×109 y α 4.270 234Th
SF 205.87
| rujukan | dalam Wikidata

SejarahSunting

Unsur uranium ditemui oleh pakar kimia Jerman, Martin Heinrich Klaproth pada tahun 1789. Beliau berjaya memendakkan suatu mendakan kuning dengan melarutkan uraninit ke dalam asid nitrik lalu menggunakan natrium hidroksida untuk meneutralkan larutan.[2] Beliau kemudiannya memanaskannya dengan arang batu lalu mendapat oksida uranium, tetapi disangkanya sebagai logam uranium tulen.[2][3] Beliau menamakan unsur ini sebagai uranium sempena planet Uranus yang ditemui lapan tahun sebelumnya.[4]

Penghasilan logam uranium tulen pertama kali dilaksanakan oleh Eugène-Melchior Péligot pada 1841 melalui tindak balas uranium tetraklorida dan kalium.[5]

Ciri-ciriSunting

Unsur ini dalam bentuk paling tulennya ialah suatu logam putih keperakan dengan skala Mohs 6, yang boleh mencalar kaca seumpama titanium, rodium, mangan dan niobium. Ia mulur sehingga mudah dibentuk, sedikit paramagnet, berelektropositif kuat serta lemah mengalir elektrik.[6][7] Ia mempunyai ketumpatan tinggi sebanyak 9.1 g/cm3[8] melebihi plumbum (11.3 g/cm3)[9] tetapi agak kurang berbanding tungsten dan aurum (19.3 g/cm3).[10][11] Uranium merupakan unsur alami yang memiliki nombor atom kedua terbesar selepas plutonium.[12]

IsotopSunting

Kesemua isotop uranium adalah tidak stabil dan bersifat radioaktif lemah. Isotop uranium yang dapat dijumpai secara alami ialah uranium-238 (99.2739 ke 99.2752%), uranium-235 (0.7198 ke 0.7202%), dan sedikit uranium-234 (0.0050–0.0059%).[13] Ketiga-tiga isotop adalah radioaktif dan mereput lalu membebaskan zarah alfa. Uranium-238 memiliki separuh hayat selama 4.47 bilion tahun, lebih kurang usia Bumi manakala uranium-235 mempunyai separuh hayat selama 704 juta tahun.[14]

SebatianSunting

 
Tindak-tindak balas yang melibatkan logam uranium.

Peringkat pengoksidaan paling umum bagi uranium ialah +2 dan +4 dengan oksida-oksidanya ialah uranium dioksida, UO2 dan uranium trioksida, UO3.[15] Uranium dioksia serta triuranium oktoksida, U3O8 merupakan oksida-oksida uranium paling umum. Uranium dioksida merupakan bentuk uranium yang sering digunakan dalam reaktor nuklear. Sisa-sisa uranium biasanya ditukarkan kepada bentuk oksida disebabkan oleh kestabilannya.[16]

Logam uranium boleh dipanaskan pada suhu 250 ke 300 °C untuk bertindak balas dengan hidrogen lalu menghasilkan uranium hidrida. Suhu pemanasan yang lebih tinggi boleh menyebabkan hidrogen terurai daripada sebatian. Kaedah ini membuatkan uranium hidrida sebagai sebatian pelopor utama bagi sebatian-sebatian karbida, nitrida dan halida uranium serta serbuk uranium reaktif.[17]

Fluorida uranium dihasilkan daripada uranium tetrafluorida yang dibentuk melalui penghidrofluoridaan uranium dioksida.[17]

PemerolehanSunting

Bijih uranium dihancurkan menjadi serbuk halus yang dilarut resap asid atau alkali; cecair ini dimendakkan serta disulingkan dari segala bahan sisa menjadi yellowcake yang mengandungi sekurang-kurangnya 75% oksida uranium atau U3O8. Bahan ini dikalsinkan untuk membuang bahan kotoran sebelum dibersihkan lanjut.[18]

Sebanyak 70,015 tan metrik U3O8 dihasilkan pada 2013, 22,451 t (32%) daripadanya dihasilkan di Kazakhstan; negara-negara pelombong lain penting termasuk Kanada (9,331 t), Australia (6,350 t), Niger (4,518 t), Namibia (4,323 t) dan Rusia (3,135 t).[19]

KegunaanSunting

PersenjataanSunting

Uranium terurai yakni jenis yang mempunyai kandungan rendah isotop uranium-235 dimanfaatkan kerana sifat tumpat tinggi yang disebut. Pancalogam sebatian bersama titanium atau molibdenum sebanyak 1–2% digunakan untuk projektil yang mampu menusuk lapisan tebal perisai,[20] malah lapisan-lapisan uranium ini turut boleh digunakan sebagai pelapik yang melindungi kereta berperisai tentera.

Isotop sama juga dijadikan bahan lakur letupan yang dimanfaatkan dalam senjata nuklear semasa Perang Dunia Kedua dan Perang Dingin.[21]

Tahap ringanSunting

Uranium terurai adalah bahan lebih cekap menahan radiasi bahan radioaktif tertentu berbanding plumbum.[6]

Ia merupakan bahan api yang menjana loji kuasa nuklear; setiap 1 kilogram uranium-235 secara teorinya dapat menghasilkan sekitar 20 terajoule (2×1013 joule) tenaga pada lakuran sempurna iaitu bersamaan dengan 1.5 juta kilogram (1,500 tan metrik) arang batu.[22]

Keseparuhan hayat unsur ini yang sangat lama boleh digunakan untuk mentarikhkan batu igneus. Ia merupakan bahan sasar dalam penyinaran X bertenaga tinggi.[7]

Risiko pendedahanSunting

Uranium bersifat toksik sehingga mampu menjejaskan fungsi normal buah ginjal, otak, hati, jantung dan banyak sistem badan lain.[2][23][24]

RujukanSunting

  1. ^ Magurno, B.A.; Pearlstein, S, penyunting (1981). Proceedings of the conference on nuclear data evaluation methods and procedures. BNL-NCS 51363, vol. II (PDF). Upton, NY (USA): Brookhaven National Lab. m/s. 835 ff. Dicapai pada 2014-08-06.
  2. ^ a b c Emsley 2001, halaman 477.
  3. ^ Klaproth, M. H. (1789). "Chemische Untersuchung des Uranits, einer neuentdeckten metallischen Substanz". Chemische Annalen. 2: 387–403.
  4. ^ "Uranium". The American Heritage Dictionary of the English Language (ed. 4th). Houghton Mifflin Company.
  5. ^ Péligot, E.-M. (1842). "Recherches Sur L'Uranium". Annales de chimie et de physique. 5 (5): 5–47.
  6. ^ a b "Uranium". The McGraw-Hill Science and Technology Encyclopedia (ed. 5th). The McGraw-Hill Companies, Inc. 2005. ISBN 978-0-07-142957-3.
  7. ^ a b Hammond, C. R. (2000). The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (ed. 81st). CRC press. ISBN 978-0-8493-0481-1.
  8. ^ "Uranium". Royal Society of Chemistry.
  9. ^ "Lead". Royal Society of Chemistry.
  10. ^ "Tungsten". Royal Society of Chemistry.
  11. ^ "Gold". Royal Society of Chemistry.
  12. ^ Hoffman, D. C.; Lawrence, F. O.; Mewherter, J. L.; Rourke, F. M. (1971). "Detection of Plutonium-244 in Nature". Nature. 234: 132–134. doi:10.1038/234132a0.
  13. ^ "Uranium Isotopes" (dalam bahasa Inggeris). Cite has empty unknown parameter: |dead-url= (bantuan)
  14. ^ "WWW Table of Radioactive Isotopes".
  15. ^ Seaborg 1968, halaman 779.
  16. ^ "Chemical Forms of Uranium". Argonne National Laboratory. Diarkibkan daripada yang asal pada 22 September 2006. Dicapai pada 18 Februari 2007. Unknown parameter |dead-url= ignored (bantuan)
  17. ^ a b Seaborg 1968, halaman 782.
  18. ^ Gupta, C. K. & Mukherjee, T. K. (1990). Hydrometallurgy in extraction processes. 1. CRC Press. m/s. 74–75. ISBN 978-0-8493-6804-2.
  19. ^ "World Uranium Mining". World Nuclear Association. Dicapai pada 8 April 2015.
  20. ^ "Development of DU Munitions". Depleted Uranium in the Gulf (II). Gulflink, official website of Force Health Protection & Readiness. 2000.
  21. ^ "Nuclear Weapon Design". Federation of American Scientists. 1998. Diarkibkan daripada yang asal pada 26 December 2008. Dicapai pada 19 February 2007.
  22. ^ Emsley 2001, halaman 479.
  23. ^ Craft, E. S.; Abu-Qare, A. W.; Flaherty, M. M.; Garofolo, M. C.; Rincavage, H. L. & Abou-Donia, M. B. (2004). "Depleted and natural uranium: chemistry and toxicological effects" (PDF). Journal of Toxicology and Environmental Health Part B: Critical Reviews. 7 (4): 297–317. CiteSeerX 10.1.1.535.5247. doi:10.1080/10937400490452714. PMID 15205046. S2CID 9357795.
  24. ^ "Toxicological Profile for Uranium" (PDF). Atlanta, GA: Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). September 1999. CAS# 7440-61-1.
Sumber utama

Pautan luarSunting

  •   Kategori berkenaan Uranium di Wikimedia Commons