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氢化铀

一月 18, 2024

氢化铀，亦称三氢化铀(UH3)，为铀的氢化物。

氢化铀
别名 Uranium(III) hydride[1]
Uranium trihydride[2][3]
识别
CAS号 13598-56-6  N
ChemSpider 25935465
SMILES
 
  • [UH3]
性质
化学式 UH
3
摩尔质量 241.05273 g·mol⁻¹
精确质量 241.074257679 g mol−1
密度 10.95 g cm−3
溶解性（水） 反应
结构
晶体结构 立方晶系，cP32
空间群 Pm3n, No. 223
晶格常数 a = 664.3 pm[4]
危险性
MSDS ibilabs.com
闪点 自燃
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

性质 编辑

氢化铀是一种剧毒的棕褐色至棕黑色，可自燃粉末或脆性固体。 它在 20°C 下的密度是 10.95 g cm−3，大大低于铀的密度 (19.1 g cm−3)。 它具有金属导电性，在盐酸中微溶，在硝酸中分解。

一共存在氢化铀的两种晶体，均为立方晶体：在低温下获得的α形式和在温度高于250℃时产生的β形式。[5] 两种形式在室温及低于室温的温度下都是亚稳态的，但加热至100°C时，α形式会缓慢转变为β形式。[3] α-和β-UH3在低于~180 K的温度下均为铁磁性。 高于180 K时，它们是顺磁性的。[6]

以铀金属为原料制备 编辑

和氢气的反应 编辑

铀金属暴露于氢气中会导致氢脆。氢在金属中扩散并在晶粒边界形成脆性氢化物的网络。通过真空中的退火可以除去其中的氢并恢复延展性。[7]

金属铀加热到 250 至300 °C (482 至572 °F) 会和氢气反应，形成氢化铀。 加热到 500°C 则会释放氢气。 此特性使氢化铀成为各种铀的碳化物、氮化物和卤化物的理想原料，可用于制备反应性铀粉末。[5] 这个可逆反应如下：[2]

2 U + 3 H2 ⇌ 2 UH3

氢化铀不是间隙化合物（英语：Interstitial compound），导致金属在形成氢化物时膨胀。 在其晶格中，每个铀原子被另外6个铀原子和12个氢原子包围；每个氢原子在晶格中占据一个大的四面体孔。[8] 氢化铀中的氢密度与液态水或液态氢中的氢密度大致相同。[9] 通过氢原子的U-H-U桥键存在于结构中。[10]

和水的反应 编辑

当铀金属暴露在水中时，会形成氢化铀。反应进行如下：

7 U + 6 H2O → 3 UO2 + 4 UH3

这时产生的氢化铀是可自燃的；如果此后将金属（例如 : 损坏的燃料棒）暴露在空气中，则可能会产生过多的热量，并且铀金属本身也会燃烧。[11] 通过暴露于98％氦与2％氧的气体混合物中，可以将被氢化物污染的铀钝化。[12] 铀金属上的冷凝水促进了氢和氢化铀的形成；在没有氧的情况下可以形成可自燃表面。[13] 这给乏核燃料池（英语：Spent fuel pool）中的乏核燃料的水下储存带来了问题。根据氢化物颗粒的大小和分布，在不确定的暴露时间后会发生自燃。[14] 这样的暴露带来放射性废物储存库中燃料碎片自燃的风险。[15]

暴露于蒸汽中的铀金属产生氢化铀和二氧化铀的混合物。[8]

氢化铀与水接触会生成氢气。它与强氧化剂接触，可能会引起火灾和爆炸。它与卤代烃接触可能引起剧烈反应。[16]

应用 编辑

氢 ,氘和氚可通过与铀反应 , 然后热分解生成的氢化物/氘化物/氚化物来纯化。 [17] 数十年来，人们已经从氢化铀中制备了极其纯净的氢气。 [18] 加热氢化铀是将氢引入真空系统的便捷方法。 [19]

如果粉末状的氢化铀发生热分解，则氢化铀合成时的溶胀和粉碎可用于制备非常细的铀金属。

氢化铀可用于氢的同位素分离, 制备铀金属粉末，并用作还原剂 。

参考文献 编辑

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一月 18, 2024
氢化铀, 此條目的语调或风格可能不適合百科全書的寫作方式, 2012年8月22日, 請根據指南協助改善这篇条目, 請在讨论页討論問題所在及加以改善, 亦称三, 为铀的氢化物, 别名, uranium, hydride, uranium, trihydride, 识别cas号, 13598, nchemspider, 25935465smiles, 性质化学式, uh3摩尔质量, 05273, 精确质量, 074257679, 1密度, 3溶解性, 反应结构晶体结构, 立方晶系, cp32空间群, pm3n, 223. 此條目的语调或风格可能不適合百科全書的寫作方式 2012年8月22日 請根據指南協助改善这篇条目 請在讨论页討論問題所在及加以改善 氢化铀 亦称三氢化铀 UH3 为铀的氢化物 氢化铀别名 Uranium III hydride 1 Uranium trihydride 2 3 识别CAS号 13598 56 6 NChemSpider 25935465SMILES UH3 性质化学式 UH3摩尔质量 241 05273 g mol 精确质量 241 074257679 g mol 1密度 10 95 g cm 3溶解性 水 反应结构晶体结构 立方晶系 cP32空间群 Pm3n No 223晶格常数 a 664 3 pm 4 危险性MSDS ibilabs com闪点 自燃若非注明 所有数据均出自标准状态 25 100 kPa 下 目录 1 性质 2 以铀金属为原料制备 2 1 和氢气的反应 2 2 和水的反应 3 应用 4 参考文献性质 编辑氢化铀是一种剧毒的棕褐色至棕黑色 可自燃粉末或脆性固体 它在 20 C 下的密度是 10 95 g cm 3 大大低于铀的密度 19 1 g cm 3 它具有金属导电性 在盐酸中微溶 在硝酸中分解 一共存在氢化铀的两种晶体 均为立方晶体 在低温下获得的a形式和在温度高于250 时产生的b形式 5 两种形式在室温及低于室温的温度下都是亚稳态的 但加热至100 C时 a形式会缓慢转变为b形式 3 a 和b UH3在低于 180 K的温度下均为铁磁性 高于180 K时 它们是顺磁性的 6 以铀金属为原料制备 编辑和氢气的反应 编辑 铀金属暴露于氢气中会导致氢脆 氢在金属中扩散并在晶粒边界形成脆性氢化物的网络 通过真空中的退火可以除去其中的氢并恢复延展性 7 金属铀加热到 250 至300 C 482 至572 F 会和氢气反应 形成氢化铀 加热到 500 C 则会释放氢气 此特性使氢化铀成为各种铀的碳化物 氮化物和卤化物的理想原料 可用于制备反应性铀粉末 5 这个可逆反应如下 2 2 U 3 H2 2 UH3氢化铀不是间隙化合物 英语 Interstitial compound 导致金属在形成氢化物时膨胀 在其晶格中 每个铀原子被另外6个铀原子和12个氢原子包围 每个氢原子在晶格中占据一个大的四面体孔 8 氢化铀中的氢密度与液态水或液态氢中的氢密度大致相同 9 通过氢原子的U H U桥键存在于结构中 10 和水的反应 编辑 当铀金属暴露在水中时 会形成氢化铀 反应进行如下 7 U 6 H2O 3 UO2 4 UH3这时产生的氢化铀是可自燃的 如果此后将金属 例如 损坏的燃料棒 暴露在空气中 则可能会产生过多的热量 并且铀金属本身也会燃烧 11 通过暴露于98 氦与2 氧的气体混合物中 可以将被氢化物污染的铀钝化 12 铀金属上的冷凝水促进了氢和氢化铀的形成 在没有氧的情况下可以形成可自燃表面 13 这给乏核燃料池 英语 Spent fuel pool 中的乏核燃料的水下储存带来了问题 根据氢化物颗粒的大小和分布 在不确定的暴露时间后会发生自燃 14 这样的暴露带来放射性废物储存库中燃料碎片自燃的风险 15 暴露于蒸汽中的铀金属产生氢化铀和二氧化铀的混合物 8 氢化铀与水接触会生成氢气 它与强氧化剂接触 可能会引起火灾和爆炸 它与卤代烃接触可能引起剧烈反应 16 应用 编辑氢 氘和氚可通过与铀反应 然后热分解生成的氢化物 氘化物 氚化物来纯化 17 数十年来 人们已经从氢化铀中制备了极其纯净的氢气 18 加热氢化铀是将氢引入真空系统的便捷方法 19 如果粉末状的氢化铀发生热分解 则氢化铀合成时的溶胀和粉碎可用于制备非常细的铀金属 氢化铀可用于氢的同位素分离 制备铀金属粉末 并用作还原剂 参考文献 编辑 Carl L Yaws Thermophysical properties of chemicals and hydrocarbons William Andrew 2008 307 11 October 2011 ISBN 978 0 8155 1596 8 原始内容存档于2014 01 01 2 0 2 1 Egon Wiberg Nils Wiberg Arnold Frederick Holleman Inorganic chemistry Academic Press 2001 239 11 October 2011 ISBN 978 0 12 352651 9 原始内容存档于2014 01 01 3 0 3 1 Gerd Meyer Lester R Morss Synthesis of lanthanide and actinide compounds Springer 1991 44 11 October 2011 ISBN 978 0 7923 1018 1 原始内容存档于2014 01 01 Bartscher W Boeuf A Caciuffo R Fournier J M Kuhs W F Rebizant J Rustichelli F Neutron diffraction study of b UD3 AND b UH3 Solid State Commun 1985 53 423 426 doi 10 1016 0038 1098 85 91000 2 5 0 5 1 Seaborg Glenn T Uranium The Encyclopedia of the Chemical Elements Skokie Illinois Reinhold Book Corporation 1968 782 LCCCN 68 29938 K H J Buschow Concise encyclopedia of magnetic and superconducting materials Elsevier 2005 901 11 October 2011 ISBN 978 0 08 044586 1 原始内容存档于2022 02 08 I N Toumanov Plasma and high frequency processes for obtaining and processing materials in the nuclear fuel cycle Nova Publishers 2003 232 2010 02 07 ISBN 1 59033 009 9 8 0 8 1 Amit Arora Text Book Of Inorganic Chemistry Discovery Publishing House 2005 789 2010 02 07 ISBN 81 8356 013 X Peter Gevorkian Alternative Energy Systems in Building Design GreenSource Books McGraw Hill Professional 2009 393 2010 02 07 ISBN 978 0 07 162147 2 G Singh Environmental Pollution Discovery Publishing House 2007 2010 02 07 ISBN 978 81 8356 241 6 Rust never sleeps Bulletin of the Atomic Scientists 1994 50 5 49 2010 02 07 EMSP Teton if uidaho edu 2010 02 07 原始内容存档于2009 09 30 OECD Nuclear Energy Agency Advanced nuclear fuel cycles and radioactive waste management OECD Publishing 2006 176 2010 02 07 ISBN 92 64 02485 9 Abir Al Tabbaa J A Stegemann Stabilisation Solidification Treatment and Remediation Proceedings of the International Conference on Stabilisation Solidification Treatment and Remediation 12 13 April 2005 Cambridge UK Taylor amp Francis 2005 197 2010 02 07 ISBN 0 415 37460 X International Conference on Nuclear Decom 2001 ensuring safe secure and successful decommissioning 16 18 October 2001 Commonwealth Conference and Events Centre London UK Issue 8 John Wiley and Sons 2001 278 2010 02 07 ISBN 1 86058 329 6 Uranium amp Insoluble Compounds Osha gov 2010 02 07 原始内容存档于2010 03 22 E E Shpil rain Thermophysical properties of lithium hydride deuteride and tritide and of their solutions with lithium Springer 1987 104 2010 02 07 ISBN 0 88318 532 6 原始内容存档于2022 02 08 Yuda Yurum Hydrogen energy system production and utilization of hydrogen and future aspects Springer 1995 264 2010 02 07 ISBN 0 7923 3601 1 原始内容存档于2022 02 08 Fred Rosebury Handbook of electron tube and vacuum techniques Springer 1992 121 2010 02 07 ISBN 1 56396 121 0 原始内容存档于2022 02 08 取自 https zh wikipedia org w index php title 氢化铀 amp oldid 79858328, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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