Uranio

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92 U
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Información general
Nombre, símbolo, número	Uranio, U, 92
Serie química	Actínidos
Grupo, período, bloque	3, 7, f
Masa atómica	238.02891 u
Configuración electrónica	[Rn] 5f3 6d1 7s2
Electrones por nivel	2, 8, 18, 32, 21, 9, 2 (Imagen) (imagen)
Apariencia	Metal blanco plateado
Propiedades atómicas
Radio medio	175 pm
Electronegatividad	1,38 (escala de Pauling)
Radio atómico (calc)	156 pm (radio de Bohr)
Radio covalente	196±7 pm
Radio de van der Waals	186 pm
Estado(s) de oxidación	5 (base débil)
1.ª energía de ionización	597,6 kJ/mol
2.ª energía de ionización	1420 kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario	Sólido
Densidad	19.050 kg/m3
Punto de fusión	1405 K (1132 °C)
Punto de ebullición	4404 K (4131 °C)
Entalpía de vaporización	477 kJ/mol
Entalpía de fusión	15,48 kJ/mol
Varios
Estructura cristalina	ortorrómbica
Calor específico	120 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica	3,8 × 106 S/m
Conductividad térmica	27,6 W/(K·m)
Velocidad del sonido	3155 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del uranio
iso AN Periodo MD Ed PD MeV 232U Sintético 68,9 a α & FE 5,414 228Th 233U Sintético 159200 a α & FE 4,909 229Th 234U 0,0054% 245500 a α & FE 4,859 230Th 235U 0,7204% 7,038 × 108 a α & FE 4,679 231Th 236U Sintético 2,342 × 107 a α & FE 4,572 232Th 238U 99,2742% 4.51 × 109 a α & FE 4,270 234Th
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.

El uranio es un elemento químico metálico de color plateado-grisáceo de la serie de los actínidos, su símbolo químico es U y su número atómico es 92. Por ello posee 92 protones y 92 electrones, con una valencia de 6. Su núcleo puede contener entre 141 y 146 neutrones, sus isótopos más abundantes son el U-238 que posee 146 neutrones y el U-235 con 143 neutrones. El Uranio tiene el mayor peso atómico de entre todos los elementos que se encuentran en la naturaleza. El Uranio es aproximadamente un 70% más denso que el plomo, aunque menos denso que el oro o el wolframio. Es levemente radioactivo. Fue descubierto en 1789 por M. H. Klaproth que lo llamó así en el honor del planeta Urano que acababa de ser descubierto en 1781.

En la naturaleza se presenta en muy bajas concentraciones (unas pocas partes por millón o ppm) en rocas, tierras, agua y los seres vivos. Para su uso el Uranio debe ser extraído y concentrado a partir de minerales que lo contienen como por ejemplo la uranita (ver minería del Uranio). Las rocas son tratadas químicamente para separar el uranio, convirtiéndolo en compuestos químicos de uranio. El residuo se denomina estéril. Esos estériles contienen las mismas sustancias radiactivas que poseía el mineral original y que no fueron separadas, como el radio, el torio o el potasio.

El uranio natural está formado por tres tipos de isótopos: uranio-238 (²³⁸U), uranio-235 (²³⁵U) y uranio-234 (²³⁴U). De cada gramo de uranio natural el 99,284 % de la masa es uranio-238, el 0,711% uranio-235,​ y 0,0085% uranio-234. La relación Uranio-238/Uranio-235 es constante en la corteza terrestre, salvo ciertas excepciones.

El Uranio decae muy lentamente emitiendo una partícula alfa. El periodo de semidesintegración del uranio-238 es aproximadamente 4.470 millones de años y el del uranio-235 es 704 millones de años,​ lo que los convierte en útiles para estimar la edad de la Tierra (véase fechado mediante Uranio-Torio, fechado mediante Uranio-Plomo y fechado mediante Uranio-Uranio). Muchos usos contemporaneos del Uranio hacen uso de estas propiedades nucleares únicas. El Uranio-235 se distingue por ser el único elemento que se encuentra en la naturaleza que es un isótopo físil. El Uranio-238 es fisionable por neutrones rápidos, y también es un material fértil (que puede transmutarse en un reactor nuclear en plutonio-239 que es físil). Es posible producir el isótopo físil artificial, Uranio-233, a partir de torio natural, lo que desempeña un rol importante en la tecnología nuclear. Mientras que el Uranio-238 posee una pequeña probabilidad de fisión espontánea o al ser bombardeado por neutrones rápidos, el uranio-235 posee una mayor probabilidad de fisionarse al ser bombardeado por neutrones térmicos, por lo que es la reacción principalmente responsable por la generación de calor en un reactor nuclear, y es la principal fuente de material físil para las armas nucleares. Ambos usos son posibles por la capacidad del uranio de sostener una reacción nuclear en cadena. El uranio empobrecido (uranio-238) es utilizado en penetradores de energía cinética y protecciones para vehículos blindados.​

El ²³⁵U se utiliza como combustible en centrales nucleares y en algunos diseños de armamento nuclear. Para producir combustible, el uranio natural es separado en dos porciones. La porción combustible tiene más ²³⁵U que lo normal, denominándoseuranio enriquecido, mientras que la porción sobrante, con menos U²³⁵ que lo normal, se llama uranio empobrecido. El uranio natural, enriquecido o empobrecido es químicamente idéntico. El uranio empobrecido es el menos radiactivo y el enriquecido el más radiactivo.

En el año 2009, la sonda japonesa SELENE descubrió indicios por primera vez de uranio en la Luna.

Origen

Junto con todos los elementos con pesos atómicos superiores al del hierro, el uranio se origina de forma natural durante las explosiones de las supernovas. El proceso físico determinante en el colapso de una supernova es la gravedad. Los valores tan elevados de gravedad que se dan en las supernovas es lo que genera las capturas neutrónicas que dan lugar a los átomos más pesados, entre ellos el uranio y el protactinio.

Uso

El principal uso del uranio en la actualidad es como combustible para los reactores nucleares que producen el 17% de la electricidad obtenida en el mundo. Para ello el Uranio es enriquecido aumentando la proporción del isótopo U²³⁵ desde el 0,71% que presenta en la naturaleza hasta valores en el rango 2-3%. El uranio empobrecido es usado en la producción de municiones perforantes y blindajes de alta resistencia.

Otros usos incluyen:

• Por su alta densidad, se utiliza el uranio en la construcción de estabilizadores para aviones, satélites artificiales y veleros.
• Se ha utilizado Uranio como agregado para la creación de cristales de tonos flourescentes verdes o amarillos.
• El largo periodo de semidesintegración del isótopo ²³⁸U se utiliza para estimar la edad de la Tierra.
• El ²³⁸U se convierte en plutonio en los reactores reproductores. El plutonio puede ser usado en reactores o en armas nucleares.
• Algunos accesorios luminosos utilizan uranio, del mismo modo que lo hacen algunos químicos fotográficos (nitrato de uranio).
• Su alto peso atómico hace que el ²³⁸U pueda ser utilizado como un eficaz blindaje contra las radiaciones de alta penetración.
• Los fertilizantes de fosfato pueden contener un contenido en uranio natural alto, cuando el mineral con el que se fabrican tiene un contenido de uranio también alto.
• El uranio en estado metálico es usado para los blancos de rayos X, para hacer rayos X de alta energía.
• El alto peso atómico del uranio 238, lo hace eficaz para la protección contra la radiación.
• Fertilizantes de fosfato a menudo contienen altos contenidos de uranio natural, debido a que el mineral del cual son hechos es típicamente alto en uranio.​

Efectos nocivos para la salud

El uranio en cualquiera de sus formas (natural, enriquecido o empobrecido), al ser un metal pesado, posee una cierta toxicidad, pudiendo afectar al sistema renal, dependiendo los efectos de la cantidad incorporada al organismo.

Además el uranio es el padre de una de las cadenas naturales, siendo uno de sus hijos radiactivos el radón-222, considerado cancerígeno y con sinergias con el humo del tabaco.

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre Uranio.
• Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre uranio.
• ATSDR en Español - ToxFAQs™: Uranio
• ATSDR en Español - Resumen de Salud Pública: Uranio Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU. (dominio público)