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第一章 铀的性质及分布 教学目的：让学生了解铀的基本知识、性质及分布特征，铀的用途。 教学重点和难点：铀的性质和分布。 主要教学内容及要求： 了解铀的性质，理解铀在自然界中的分布特征，掌握铀在自然界中的存在形式。 铀矿地质是以铀为为研究对象，研究铀的地球化学特征，铀矿物的特征、鉴别方法，铀 矿床的类型及其特征的一门学科。 一、铀的性质 铀位于周期表上第Ⅲ族，属于锕系元素，其原子序数为 92，原子量为238.027 。 铀在自然界有三种同位素，其分布量及半衰期列于表 1-1。 表 1-1 铀天然同位素分布量及半衰期 原子序数 原子量 铀同位素 分布量，% 半衰期，年 238 99.275 9 U (U Ⅰ) 4.51 ×10 92 238 235U (AcU) 0.7196 7.1 ×108 234 0.0054 5 U (U Ⅱ) 2.44 ×10 238U 和 235U 是重要的核原料。 铀原子呈似椭圆形，其短半径为 1.4Å，长半径为 1.65Å，泛用 1.534Å。其离子半径大 小随价态和配位数不同而有变化。配位数为 6 的U4+离子半径为 0.97Å 。 铀具有 3 个不饱和的电子层——最外层、次外层和外数第三层，列于表 1-2。铀的价电 3 1 2 子层结构为 5f 6d 7s 。由于不仅最外层电子参与成键，而且次外层和外数第三层的电子也参 2 6 与成键，所以铀具有变价的特性。铀失去全部价电子后的最外层电子结构为 6s 6p ，即次外 层电子为 8 个，趋于惰性气体型，故属亲氧元素。 238 238 就铀的三种同位素的原子核来说， U 由92 个质子和 146 个中子组成， U 由92 个质 子和 143 个中子组成，234U 由92 个质子和 142 个中子组成。当原子核中中子数大大超过质 子数时，原子核将产生自发的衰变，这就是铀的天然放射性。 （一）、铀的物理性质 金属铀具金属光泽，呈银白色，微带淡蓝色调。比重 19.04。熔点 1132.3℃，沸点 3818℃。 硬度比铜稍软，为 240—260 公斤/毫米 2(布氏硬度) 。 铀有 15 种同位素，但自然界只存在三种天然同位素(表 1-1)。 238 U ，235 U ，232 Th 分别是自然界 3 个天然放射系列，即铀(UI)系、锕(AcU)系和钍(Th) 92 92 90 1 系的起始元素，它们经一系列。α衰变和β衰变，最终分别转变为。 206 Pb ，207 Pb 和 208 Pb 82 82 82 三种稳定同位素，示于图 1-1。 表1.2 锕系元素核外电子排布 2