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Uranio (U), elemento químico radiactivo de la serie actinoide de la tabla periódica, número atómico 92. Es un importante combustible nuclear.

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118 Nombres y símbolos de la tabla periódica Quiz

La tabla periódica está formada por 118 elementos. Qué tan bien conoces sus símbolos? En este test se te mostrarán los 118 símbolos químicos y tendrás que elegir el nombre del elemento químico que representa cada uno de ellos.

El uranio constituye unas dos partes por millón de la corteza terrestre. Algunos minerales de uranio importantes son la pechblenda (U3O8 impuro), la uraninita (UO2), la carnotita (un vanadato de uranio de potasio), la autunita (un fosfato de uranio de calcio) y la torbernita (un fosfato de uranio de cobre). Estos y otros minerales de uranio recuperables, como fuentes de combustibles nucleares, contienen muchas veces más energía que todos los depósitos recuperables conocidos de combustibles fósiles. Una libra de uranio produce tanta energía como 1,4 millones de kilogramos (3 millones de libras) de carbón.

Para obtener información adicional sobre los depósitos de mineral de uranio, así como cobertura de las técnicas de extracción, refinado y recuperación, véase el procesamiento del uranio. Para datos estadísticos comparativos sobre la producción de uranio, véase la tabla.

El uranio es un elemento metálico denso y duro de color blanco plateado. Es dúctil, maleable y capaz de tomar un alto pulido. En el aire, el metal se empaña y, cuando está finamente dividido, se rompe en llamas. Es un conductor relativamente pobre de la electricidad. Aunque fue descubierto (1789) por el químico alemán Martin Heinrich Klaproth, que le dio el nombre del entonces recién descubierto planeta Urano, el metal en sí fue aislado por primera vez (1841) por el químico francés Eugène-Melchior Péligot mediante la reducción del tetracloruro de uranio (UCl4) con potasio.

La formulación del sistema periódico por el químico ruso Dmitry Mendeleyev en 1869 centró la atención en el uranio como el elemento químico más pesado, posición que mantuvo hasta el descubrimiento del primer elemento transuránico neptunio en 1940. En 1896, el físico francés Henri Becquerel descubrió en el uranio el fenómeno de la radiactividad, término utilizado por primera vez en 1898 por los físicos franceses Marie y Pierre Curie. Esta propiedad se encontró posteriormente en muchos otros elementos. Ahora se sabe que el uranio, radiactivo en todos sus isótopos, está formado naturalmente por una mezcla de uranio-238 (99,27 por ciento, vida media de 4.510.000.000 años), uranio-235 (0,72 por ciento, vida media de 713.000.000 años) y uranio-234 (0,006 por ciento, vida media de 247.000 años). Estas largas vidas medias permiten determinar la edad de la Tierra midiendo las cantidades de plomo, el producto final de la desintegración del uranio, en ciertas rocas que contienen uranio. El uranio-238 es el padre y el uranio-234 una de las hijas de la serie de desintegración del uranio radiactivo; el uranio-235 es el padre de la serie de desintegración del actinio. Véase también elemento actinoide.

El elemento uranio se convirtió en objeto de intenso estudio y amplio interés después de que los químicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann descubrieran a finales de 1938 el fenómeno de la fisión nuclear en el uranio bombardeado por neutrones lentos. El físico estadounidense de origen italiano Enrico Fermi sugirió (a principios de 1939) que los neutrones podrían estar entre los productos de la fisión y, por tanto, podrían continuar la fisión como una reacción en cadena. El físico estadounidense de origen húngaro Leo Szilard, el físico estadounidense Herbert L. Anderson, el químico francés Frédéric Joliot-Curie y sus colaboradores confirmaron (1939) esta predicción; investigaciones posteriores demostraron que durante la fisión se libera una media de 21/2 neutrones por átomo. Estos descubrimientos condujeron a la primera reacción nuclear en cadena autosostenida (2 de diciembre de 1942), a la primera prueba de la bomba atómica (16 de julio de 1945), a la primera bomba atómica lanzada en un conflicto bélico (6 de agosto de 1945), al primer submarino de propulsión atómica (1955) y al primer generador eléctrico de energía nuclear a gran escala (1957).

La fisión se produce con neutrones lentos en el isótopo relativamente raro uranio-235 (el único material fisible natural), que debe ser separado del abundante isótopo uranio-238 para sus diversos usos. Sin embargo, el uranio-238, tras absorber neutrones y sufrir una desintegración beta negativa, se transmuta en el elemento sintético plutonio, que es fisible con neutrones lentos. El uranio natural, por tanto, puede utilizarse en reactores convertidores y reproductores, en los que la fisión se sustenta en el raro uranio-235 y el plutonio se fabrica al mismo tiempo mediante la transmutación del uranio-238. El uranio-233 fisible puede sintetizarse para su uso como combustible nuclear a partir del isótopo de torio no fisible torio-232, que es abundante en la naturaleza. El uranio también es importante como material primario a partir del cual se han preparado los elementos transuránicos sintéticos mediante reacciones de transmutación.

El uranio, que es fuertemente electropositivo, reacciona con el agua; se disuelve en ácidos pero no en álcalis. Los estados de oxidación importantes son +4 (como en el óxido UO2, los tetrahaluros como el UCl4 y el ion acuoso verde U4+) y +6 (como en el óxido UO3, el hexafluoruro UF6 y el ion uranilo amarillo UO22+). En una solución acuosa, el uranio es más estable como ion uranilo, que tiene una estructura lineal 2+. El uranio también presenta un estado +3 y otro +5, pero los respectivos iones son inestables. El ion U3+, de color rojo, se oxida lentamente incluso en agua que no contiene oxígeno disuelto. El color del ion UO2+ se desconoce porque sufre una desproporción (el UO2+ se reduce simultáneamente a U4+ y se oxida a UO22+) incluso en soluciones muy diluidas.

Los compuestos de uranio se han utilizado como agentes colorantes para la cerámica. El hexafluoruro de uranio (UF6) es un sólido con una presión de vapor inusualmente alta (115 torr = 0,15 atm = 15.300 Pa) a 25 °C (77 °F). El UF6 es químicamente muy reactivo, pero, a pesar de su naturaleza corrosiva en estado de vapor, el UF6 se ha utilizado ampliamente en los métodos de difusión de gas y centrifugación de gas para separar el uranio-235 del uranio-238.

Los compuestos organometálicos son un grupo interesante e importante de compuestos en los que hay enlaces metal-carbono que unen un metal con grupos orgánicos. El uranoceno es un compuesto organometálico U(C8H8)2, en el que un átomo de uranio se encuentra entre dos capas de anillos orgánicos relacionados con el ciclooctatetraeno C8H8. Su descubrimiento en 1968 abrió una nueva área de la química organometálica.