В 1851 г. Лассель открыл двух более близких к У. спутников (Ариель и Умбриель). Все спутники У. представляют характерную аномалию среди других тел солнечной системы. Орбиты их расположены почти в одной и той же плоскости, близкой к перпендикулярности к орбите самой планеты, а направление движения спутников в их орбитах обратное господствующему во всей солнечной системе. Эксцентриситет орбит спутников весьма мал, наклонность орбит к эклиптике около 82°; времена оборотов около У. соответственно равны: 2д12ч; 4д 3ч ; 8д17ч ; 13д11ч. Расстояние до планеты, выраженное в ее радиусах: 7, 10, 16 и 22. Яркость спутников не превосходить яркости звезд 14 – 15 величины.
В. С.
Уран
Уран U (Uran, Uranium; при O=16 атомн. вес U=240) – элемент с наибольшим атомным весом; все элементы, по атомному весу, помещаются между водородом и ураном. Это тяжелейший член металлической подгруппы VI группы периодической системы. Важнейшие кислородные соединения У., как и для серы, суть двуокись UO2 и трехокись UO3 Оба окисла представляют высокий тип; но, благодаря большому атомному весу элемента, им свойствен основной характер, вовсе не соединяется со щелочами, а только с кислотами, образуя соли, в которых У. является четырехвалентным металлом, напр. cернокислый У., U(SO4)2 9H2O, кристаллизирующийся из водных растворов в виде зеленоватых ромбических призм. UО3 дает с кислотами только основные соли, напр. азотнокислый уранил (UO2)(NO3)2 6H2O – лимонно-желтые, флюоресцирующие ромбические призмы, хорошо растворимые в воде и расплывающиеся на воздухе. В таких солях двухвалентный остаток трехокиси, (UO2)II, играет роль как бы особого металла; при соляном обмене он целиком переходит из частицы в частицу, вследствие чего и получил особое название – уранил (Аналогичные термины употребляются и в номенклатуре других элементов: хромил (CrO2)II, сульфурил (SO2)II, карбонил (СО)II; но там они не имеют того значения, как для соединений У., что ясно из нижеследующего.
В свободном виде этот уранил есть не что иное, как двуокись, которая при первоначальном изучении соединений У. (Клапрот, 1789) была принята за элемент, благодаря своему металлическому виду и неспособности восстановляться общепринятыми в то время способами. Металлический У. был добыть только спустя более 50 лет после того (Пелиго, 1842). Существуют многочисленные двойные соли уранила. Трехокись не лишена, однако, и ангидридных свойств, как и подобает окислу аналогичному с СгO3, МоO3 ,WO3; для ее эти свойства только наиболее ослаблены, как это имеет место для МоO3 сравнительно с СгОз и для WO3 сравнительно с МоO3. Урановокислые соли щелочных металлов осаждаются из растворов содей уранила едкими щелочами, а урановокислые соли щелочноземельных и прочих металлов осаждаются аммиаком из смеси растворов солей уранила и солей соответствующих металлов. Почти все урановокислые соли аналогичны по составу хромпику, т. е. отвечают кислоте H2U2O7. Так назыв. зеленая окись У., U3O8, представляет урановокислый У., именно U3O8 = UO2(UO3)2 = U(UO4)2 т. е. это средняя соль У. и урановой кислоты; здесь четырехвалентный У. замещает четыре водорода в двух частицах нормальной урановой кислоты H2UO4, а черная окись У., U2O5, есть основная соль той же кислоты, U2O5=(UO)UO4. Если прибавлять очень разведенную перекись водорода к раствору азотнокислого уранила, то получается желтовато белый осадок UO4 2Н2О – это над-урановая кислота; прибавляя вместе с перекисью водорода и едкий натр, получают кристаллический, золотисто-желтый порошок – над-урановокислый натрий Na4UO8 8H2O. На основании способности к расщеплению гидролитического характера этой и других подобных солей можно полагать (Меликов и Писаржевсмй), что вообще в соединениях этого рода присутствуют сочетания UO4 с перекисями металлов. Сам надурановый ангидрид обладает точно также перекисным характером, что можно выразить такой формулой O2(UO2) – перекись уранила.
У. принадлежит к числу довольно редких элементов; обычным источником его соединений служит смоляная обманка или смоляная урановая руда, которая встречается в рудных месторождениях Саксонии и Богемии, в окрестностях Адрианополя, в Корнваллисе и нек. др. местах и содержит упомянутой зеленой окиси от 40 до 90%; кроме того, известны урановая слюда – двойная фосфорноурановокальциевая соль, желтого цвета, (UO2)2Ca(PO4)2 8H2O, торбернит – зеленая фосфорноураново-медная соль (UO2Cu(PO4)2 8H2O, либигит – двойная угле-урановокадьцевая соль UO2CO3CaCO3 10H2O, урано-танталит или самарскит, где присутствуют ниобиевокислый и танталовокислый уранил, клевеит и некот. друг. минералы. Иногда содержащие У. минералы заключают в своем составе редкие металлы, напр., тоpий; из них выделен также аргон и гелий, вместе с газообразным азотом, при чем осталось невыясненным, в какой форме эти элементы здесь находятся. Смоляная руда содержит различные примеси, а именно свинцовый блеск, сернистое железо, мышьяк, силикаты и проч. При обработке руду прежде всего обжигают для удаления большей части серы и мышьяка, затем измельчают, промывают слабой соляной кислотой и обрабатывают азотной кислотой, при чем в раствор переходит азотнокислый уранил (UO2)(NO3)2. Раствор выпаривают досуха и извлекают водой (UO2)(NO3)2; зеленовато-желтый раствор фильтруют и подвергают испарению, при чем происходит осаждение (UO2)(NO3)2 в виде лучистокристаллической массы (состав дан выше). Для полного очищения (UO2)(NO3)2 перекристаллизовывают из эфира, в котором он хорошо растворим.
Если нагревать азотнокислый уранил при 250°, пока не прекратится выделение кислых паров, то он превращается в трехокись UO3 – буровато-желтый порошок. Та же соль при испарении ее раствора в абсолютном спирте, после умеренного нагревания, превращается в гидрат трехокиси UO2(OH)2 + Н2О, который представляет желтую массу, теряющую при 100°, а в пустоте и при обыкн. темп., кристаллизационную воду (т. е. получается H2UO4). При 400° этот гидрат теряет всю воду и часть кислорода, превращаясь в зеленую окись U3O8, которая при высокой температуре есть наиболее постоянный окисел У. Очень сильное каление, при быстром затем охлаждении – особенно в струе индифферентного газа – может повести к дальнейшей потере кислорода и образованию черной окиси U205 и даже UO2; прокаливание в струе кислорода и охлаждение в том же газе всегда приводит к чистой U3O8 (Это – по Кл. Циммерману, который вообще отрицает постоянство состава черной окиси). При нагревании зеленой окиси или щавелевокислого уранила в струе водорода возникает двуокись У., UO2 в виде пирофорного порошка бурого или медно-красного цвета, уд. веса 10, 15; полученная при восстановлении углем, она представляет черный кристаллический порошок; после промывки разбавленной соляной кислотой, из сплава с бурой получается в виде черных октаэдров, изоморфных с двуокисью тория. При нагревании на воздухе UO2 снова сгорает в U3O8; в крепких кислотах растворяется, образуя зеленые соли. Из соляных растворов едкие щелочи осаждают гидрат двуокиси – красно-бурые хлопья, чернеющие при кипячении смеси. Гидрат легко растворяется даже в разведенных кислотах. Соли двуокиси на воздухе легко окисляются в соли уранила.
Из соединений У. с галоидами особый интерес представляет четыреххлористый У., UCI4; возможность получения его при накаливании смеси UO2 с углем в струе хлора впервые показала сложность уранила, а плотность пара этого соединения, как и UВr4, окончательно удостоверила (Циммерман, 1881) принятый ныне атомный вес У.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270
В. С.
Уран
Уран U (Uran, Uranium; при O=16 атомн. вес U=240) – элемент с наибольшим атомным весом; все элементы, по атомному весу, помещаются между водородом и ураном. Это тяжелейший член металлической подгруппы VI группы периодической системы. Важнейшие кислородные соединения У., как и для серы, суть двуокись UO2 и трехокись UO3 Оба окисла представляют высокий тип; но, благодаря большому атомному весу элемента, им свойствен основной характер, вовсе не соединяется со щелочами, а только с кислотами, образуя соли, в которых У. является четырехвалентным металлом, напр. cернокислый У., U(SO4)2 9H2O, кристаллизирующийся из водных растворов в виде зеленоватых ромбических призм. UО3 дает с кислотами только основные соли, напр. азотнокислый уранил (UO2)(NO3)2 6H2O – лимонно-желтые, флюоресцирующие ромбические призмы, хорошо растворимые в воде и расплывающиеся на воздухе. В таких солях двухвалентный остаток трехокиси, (UO2)II, играет роль как бы особого металла; при соляном обмене он целиком переходит из частицы в частицу, вследствие чего и получил особое название – уранил (Аналогичные термины употребляются и в номенклатуре других элементов: хромил (CrO2)II, сульфурил (SO2)II, карбонил (СО)II; но там они не имеют того значения, как для соединений У., что ясно из нижеследующего.
В свободном виде этот уранил есть не что иное, как двуокись, которая при первоначальном изучении соединений У. (Клапрот, 1789) была принята за элемент, благодаря своему металлическому виду и неспособности восстановляться общепринятыми в то время способами. Металлический У. был добыть только спустя более 50 лет после того (Пелиго, 1842). Существуют многочисленные двойные соли уранила. Трехокись не лишена, однако, и ангидридных свойств, как и подобает окислу аналогичному с СгO3, МоO3 ,WO3; для ее эти свойства только наиболее ослаблены, как это имеет место для МоO3 сравнительно с СгОз и для WO3 сравнительно с МоO3. Урановокислые соли щелочных металлов осаждаются из растворов содей уранила едкими щелочами, а урановокислые соли щелочноземельных и прочих металлов осаждаются аммиаком из смеси растворов солей уранила и солей соответствующих металлов. Почти все урановокислые соли аналогичны по составу хромпику, т. е. отвечают кислоте H2U2O7. Так назыв. зеленая окись У., U3O8, представляет урановокислый У., именно U3O8 = UO2(UO3)2 = U(UO4)2 т. е. это средняя соль У. и урановой кислоты; здесь четырехвалентный У. замещает четыре водорода в двух частицах нормальной урановой кислоты H2UO4, а черная окись У., U2O5, есть основная соль той же кислоты, U2O5=(UO)UO4. Если прибавлять очень разведенную перекись водорода к раствору азотнокислого уранила, то получается желтовато белый осадок UO4 2Н2О – это над-урановая кислота; прибавляя вместе с перекисью водорода и едкий натр, получают кристаллический, золотисто-желтый порошок – над-урановокислый натрий Na4UO8 8H2O. На основании способности к расщеплению гидролитического характера этой и других подобных солей можно полагать (Меликов и Писаржевсмй), что вообще в соединениях этого рода присутствуют сочетания UO4 с перекисями металлов. Сам надурановый ангидрид обладает точно также перекисным характером, что можно выразить такой формулой O2(UO2) – перекись уранила.
У. принадлежит к числу довольно редких элементов; обычным источником его соединений служит смоляная обманка или смоляная урановая руда, которая встречается в рудных месторождениях Саксонии и Богемии, в окрестностях Адрианополя, в Корнваллисе и нек. др. местах и содержит упомянутой зеленой окиси от 40 до 90%; кроме того, известны урановая слюда – двойная фосфорноурановокальциевая соль, желтого цвета, (UO2)2Ca(PO4)2 8H2O, торбернит – зеленая фосфорноураново-медная соль (UO2Cu(PO4)2 8H2O, либигит – двойная угле-урановокадьцевая соль UO2CO3CaCO3 10H2O, урано-танталит или самарскит, где присутствуют ниобиевокислый и танталовокислый уранил, клевеит и некот. друг. минералы. Иногда содержащие У. минералы заключают в своем составе редкие металлы, напр., тоpий; из них выделен также аргон и гелий, вместе с газообразным азотом, при чем осталось невыясненным, в какой форме эти элементы здесь находятся. Смоляная руда содержит различные примеси, а именно свинцовый блеск, сернистое железо, мышьяк, силикаты и проч. При обработке руду прежде всего обжигают для удаления большей части серы и мышьяка, затем измельчают, промывают слабой соляной кислотой и обрабатывают азотной кислотой, при чем в раствор переходит азотнокислый уранил (UO2)(NO3)2. Раствор выпаривают досуха и извлекают водой (UO2)(NO3)2; зеленовато-желтый раствор фильтруют и подвергают испарению, при чем происходит осаждение (UO2)(NO3)2 в виде лучистокристаллической массы (состав дан выше). Для полного очищения (UO2)(NO3)2 перекристаллизовывают из эфира, в котором он хорошо растворим.
Если нагревать азотнокислый уранил при 250°, пока не прекратится выделение кислых паров, то он превращается в трехокись UO3 – буровато-желтый порошок. Та же соль при испарении ее раствора в абсолютном спирте, после умеренного нагревания, превращается в гидрат трехокиси UO2(OH)2 + Н2О, который представляет желтую массу, теряющую при 100°, а в пустоте и при обыкн. темп., кристаллизационную воду (т. е. получается H2UO4). При 400° этот гидрат теряет всю воду и часть кислорода, превращаясь в зеленую окись U3O8, которая при высокой температуре есть наиболее постоянный окисел У. Очень сильное каление, при быстром затем охлаждении – особенно в струе индифферентного газа – может повести к дальнейшей потере кислорода и образованию черной окиси U205 и даже UO2; прокаливание в струе кислорода и охлаждение в том же газе всегда приводит к чистой U3O8 (Это – по Кл. Циммерману, который вообще отрицает постоянство состава черной окиси). При нагревании зеленой окиси или щавелевокислого уранила в струе водорода возникает двуокись У., UO2 в виде пирофорного порошка бурого или медно-красного цвета, уд. веса 10, 15; полученная при восстановлении углем, она представляет черный кристаллический порошок; после промывки разбавленной соляной кислотой, из сплава с бурой получается в виде черных октаэдров, изоморфных с двуокисью тория. При нагревании на воздухе UO2 снова сгорает в U3O8; в крепких кислотах растворяется, образуя зеленые соли. Из соляных растворов едкие щелочи осаждают гидрат двуокиси – красно-бурые хлопья, чернеющие при кипячении смеси. Гидрат легко растворяется даже в разведенных кислотах. Соли двуокиси на воздухе легко окисляются в соли уранила.
Из соединений У. с галоидами особый интерес представляет четыреххлористый У., UCI4; возможность получения его при накаливании смеси UO2 с углем в струе хлора впервые показала сложность уранила, а плотность пара этого соединения, как и UВr4, окончательно удостоверила (Циммерман, 1881) принятый ныне атомный вес У.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270