Uranil

Vikipediya, ochiq ensiklopediya
UO2+ ning shar va tayoq modeliUO</br> UO
U-O bog'lanish tartibini ko'rsatadigan uranil ioni 3

Uranil ioni +6 oksidlanish holatida uranning oksidlanishi, kimyoviy formulasi UO2+.UO</br> UO. U qisqa U-O bog'lari bo'lgan 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 bo'lgan 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[tahrir | manbasini tahrirlash]

f z 3 orbital

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 bo'lganligi 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 bo'lganligi sababli, bu uchta umumiy bog'lanish tartibiga to'g'ri keladi.[1]

Uranilnitratning tuzilishi (UO 2 (H 2 O) 2 (NO 3) 2). Uranil guruhiga xos boʻlgan O=U=O markazi chiziqli. Kompleksning ekvator tekisligida bidentat nitrat uchun oltita UO bog'lari va ikkita suv ligandlari mavjud. 245-151 pm da bu UO aloqalari uranil markazining U = O aloqalaridan ancha uzun.[2]

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.[3]

Uranil birikmalarining rangi taxminan ligand-metall zaryad o'tishi bilan bog'liq. 420 nm, ko'rinadigan spektrning ko'k chetida.[4][5] Yutish zonasi va NEXAFS tasmalarining aniq joylashishi ekvatorial ligandlarning tabiatiga bog'liq.[6] 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[7] 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.[8] 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.[9] 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.[10]

Suvli kimyo[tahrir | manbasini tahrirlash]

A graph of potential versus pH showing stability regions of various uranium compounds
Uran (VI) ning pH funksiyasi sifatida gidrolizlanishi.
[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[11]

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.

Uran (VI) ning karbonat va gidrokso komplekslari pH funksiyasi sifatida

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.[12]

Uranil ionining suvli eritmasida hosil bo'lgan 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[tahrir | manbasini tahrirlash]

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[tahrir | manbasini tahrirlash]

Uranil tuzlari DNKni elektron va elektromagnit mikroskopiya tadqiqotlari uchun namunalarni bo'yash uchun ishlatiladi.[13]

Salomatlik va atrof-muhit muammolari[tahrir | manbasini tahrirlash]

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[14] uranil ionlarining to'planishi tug'ma kasalliklarni keltirib chiqaradi va oq qon hujayralarida immunitet tizimining shikastlanishiga olib keladi.[15] Uranil birikmalari ham neyrotoksindir. Uranil ionlari bilan ifloslangan uran ob'ektlari va atrofida topilgan.[16]

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 4.468(3)×109 years. Agar uran tarkibida <sup id="mwATU">235</sup> U bo'lsa ham, xuddi shunday yarimparchalanish davri taxminan 7.038×108 years bo'lgan parchalanadi.7.038×108 years 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[tahrir | manbasini tahrirlash]

  1. ↑ Cotton, S. Lanthanides and Actinides. New York: Oxford University Press, 1991 — 128 bet. 
  2. ↑ Mueller, Melvin Henry; Dalley, N. Kent; Simonsen, Stanley H. (1971). „Neutron Diffraction Study of Uranyl Nitrate Dihydrate“. Inorganic Chemistry. 10-jild, № 2. 323–328-bet. doi:10.1021/ic50096a021.
  3. ↑ Wells, A.F. Structural Inorganic Chemistry, 3rd., Oxford: Clarendon Press, 1962 — 966 bet. ISBN 0-19-855125-8. 
  4. ↑ Umreiko, D.S. (1965). „Symmetry in the electronic absorption spectra of uranyl compounds“. J. Appl. Spectrosc. 2-jild, № 5. 302–304-bet. Bibcode:1965JApSp...2..302U. doi:10.1007/BF00656800.
  5. ↑ Berto, Silvia; Crea, Francesco; Daniele, Pier G.; De Stefano, Concetta; Prenesti, Enrico; Sammartano, Silvio (2006). „Dioxouranium(VI)-Carboxylate Complexes. Interaction with dicarboxylic acids in Aqueous Solution: Speciation and Structure“. Annali di Chimica. 96-jild, № 7–8. 399–420-bet. doi:10.1002/adic.200690042. PMID 16948430.
  6. ↑ Fillaux, C.; Guillaumont, D.; Berthet, J-C; Copping, R.; Shuh, D.K.; Tyliszczak, T.; Den Auwer, C. (2010). „Investigating the electronic structure and bonding in uranyl compounds by combining NEXAFS spectroscopy and quantum chemistry“. Phys. Chem. Chem. Phys. 12-jild, № 42. 14253–14262-bet. Bibcode:2010PCCP...1214253F. doi:10.1039/C0CP00386G. PMID 20886130.
  7. ↑ Brewster, David (1849). „On the Decomposition and Dispersion of Light within Solid and Fluid Bodies“. Transactions of the Royal Society of Edinburgh. 16-jild. 111–121-bet.
  8. ↑ Denning, R. G. (2007). „Electronic Structure and Bonding in Actinyl Ions and their Analogs“. J. Phys. Chem. A. 111-jild, № 20. 4125–4143-bet. Bibcode:2007JPCA..111.4125D. doi:10.1021/jp071061n. PMID 17461564.
  9. ↑ V. Balzani. Photochemistry of Coordination Compounds. Academic Press, 1970. ISBN 0-12-077250-7. 
  10. ↑ Nakamoto, K.. Infrared and Raman spectra of Inorganic and Coordination compounds, 5th, Part A, Wiley, 1997 — 167 bet. ISBN 0-471-16394-5. Nakamoto, K.. Infrared and Raman spectra of Inorganic and Coordination compounds, Part B — 168 bet. ISBN 0-471-16392-9. 
  11. ↑ „IUPAC SC-Database: A comprehensive database of published data on equilibrium constants of metal complexes and ligands“. Academic Software. 2017-yil 19-iyunda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2022-yil 5-iyun.
  12. ↑ Irving, H.M.N.H. (1965). „Synergic Effects in Solvent Extraction“. Angewandte Chemie International Edition. 4-jild, № 1. 95–96-bet. doi:10.1002/anie.196500951.
  13. ↑ Zobel R.; Beer M. (1961). „Electron Stains: I. Chemical Studies on the Interaction of DNA with Uranyl Salts“. Journal of Cell Biology. 10-jild, № 3. 335–346-bet. doi:10.1083/jcb.10.3.335. PMC 2225082. PMID 13788706.
  14. ↑ „A review of the effects of uranium and depleted uranium exposure on reproduction and fetal development“. Toxicology and Industrial Health. 17-jild, № 5–10. 2001. 180–191-bet. doi:10.1191/0748233701th111oa. PMID 12539863.
  15. ↑ „Chromosome Aberration Analysis in Peripheral Lymphocytes of Gulf War and Balkans War Veterans“ (PDF). Radiation Protection Dosimetry. 103-jild, № 3. 2003. 211–219-bet. doi:10.1093/oxfordjournals.rpd.a006135. PMID 12678382. 2014-01-08da asl nusxadan (PDF) arxivlandi. Qaraldi: 2014-01-08.
  16. ↑ „Oxidation states of uranium in depleted uranium particles from Kuwait“. Journal of Environmental Radioactivity. 78-jild, № 2. 2004. 125–135-bet. doi:10.1016/j.jenvrad.2004.04.001. PMID 15511555. 
"https://uz.wikipedia.org/w/index.php?title=Uranil&oldid=3757510" dan olindi