Химические свойства урана, определяющие его поведение в зоне гипергенеза

Уран - элемент, относящийся к группе актинидов, обладающий чрезвычайно активными химическими свойствами. Электронная конфигурация урана описывается:

U⁹² 1S²2S²2p⁶3S²3p⁶3d¹⁰4S²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5S² 5p⁶ 5d¹⁰ 5f³6S² 6p⁶6d¹7S²

В химических связях урана участвуют электроны трех подуровней: 5f, 6d и 7S, причем энергетические уровни 5f и 6d –электронов очень близки. Этим объясняется многообразие окислительно-восстановительных реакций урана, высокая склонность к комплексообразованию.

Известны соединения 2, 3, 4, 5, 6-валентного урана, однако, в зоне гипергенеза, то есть в верхней части земной коры, уран присутствует в 4-х и 6-ти-валентном состоянии. Как промежуточное возможно 5-ти-валентное состояние урана.

Химические свойства урана, ограничивающие его валентное состояние в зоне гипергенеза, следующие:

Металлический уран

Являясь сильным восстановителем, металлический уран легко окисляется.

В кислой среде окислительно-восстановительный потенциал пары U⁰/U³⁺ равен +1,8в (1).

В сильнокислой среде окислителем урана является протон:

В слабокислой, щелочной и нейтральной средах уран окисляет даже вода. В слабокислой среде реакция протекает по уравнению:

åЕ>0 (1)

В щелочной среде образуется гидроокись U(III):

åE>0 [1]

В нейтральной среде вода, хотя и медленно, окисляет металлический уран до четырехвалентного состояния:

Таким образом, металлический уран разлагает воду, в связи с чем существовать в зоне гипергенеза не может.