Chapitres
- 01. Présentation
- 02. Un peu d’histoire
- 03. Présence à l’état naturel
- 04. Propriétés physiques et chimiques
- 05. Utilisations
- 06. Toxicité
- 07. Écotoxicité
Présentation
L'uranium est un élément chimique qui porte le numéro 92 dans la classification périodique des éléments. 
| Informations générales | |
|---|---|
| Numéro atomique | 92 |
| Famille | Actinide |
| Période | 7 |
| Bloc | f |
| Masse volumique | 19,1 g.cm-3 |
| Couleur | Gris métallique argenté |
| Propriétés atomiques | |
| Masse atomique | 238,02891 u |
| Rayon atomique | 175 pm |
| Configuration électronique | [Rn] 7s2 5f3 6d1 |
| Électrons par niveau d'énergie | 2 | 8 | 18 | 32 | 21 | 9 | 2 |
| Oxyde | Base faible |
| Système cristallin | Orthorhombique |
| Propriétés physiques | |
| État ordinaire | Solide |
| Point de fusion | 1 135°C |
| Point d'ébullition | 4 131°C |
Définitions
- Numéro atomique : Le numéro atomique d'un atome représente le nombre de protons de ce dernier
- Famille : L'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée) a regroupé en 10 familles les éléments chimiques qui présentent des propriétés physiques et chimiques semblables
- Groupe : Chaque groupe correspond aux éléments chimiques présents dans une même colonne du tableau périodique des éléments
- Période : Chaque période correspond aux éléments chimiques présents dans une même ligne du tableau périodique des éléments. Ils partagent également le même nombre de couches électroniques. On en compte 7 au maximum
- Bloc : Les éléments périodiques sont classés par bloc selon leurs propriétés et selon les couches électroniques jusqu’auxquelles elles sont remplies
- Dureté : La dureté d'un matériau représente la résistance qu'il oppose à la pénétration. On peut la mesurer selon plusieurs méthodes : la méthode par pénétration, la méthode par rayage ou encore la méthode par rebondissement
- Point de fusion : Le point de fusion correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique fond, passant ainsi de l'état solide à l'état liquide
- Point d'ébullition : Le point d'ébullition correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique bout, passant ainsi de l'état liquide à l'état gazeux
Rappel : La classification périodique des éléments, aussi appelée tableau de Mendeleïev, du nom de son créateur. C'est un chimiste russe qui en 1869 créa un tableau dont le but était de regrouper tous les éléments chimiques connus par points communs (groupes et familles par exemple). Il a souvent été ajusté et mis à jour depuis cette époque. Sa dernière révision date de 2016 par l'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée), une ONG suisse qui a pour but l'évolution de la physique-chimie. Le tableau périodique compte à ce jour 118 éléments.
L’UICPA, l’Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée est une organisation non gouvernementale ayant son siège à Zurich, en Suisse. Créée en 1919, elle s’intéresse au progrès de la chimie, de la chimie physique et de la biochimie. Ses membres sont les différentes sociétés nationales de chimie et elle est membre du Conseil International pour la Science. L’UICPA est une autorité reconnue dans le développement des règles à adopter pour la nomenclature, les symboles et autres terminologie des éléments chimiques et leurs dérivé via son Comité Interdivisionnel de la Nomenclature et des Symboles. Ce comité fixe la nomenclature de l’UICPA.
Un peu d’histoire
Étymologie
Le nom de l'élément 92, l'uranium, dérive du mot urane auquel a été rattaché le suffixe -ium sachant que le mot urane dérive lui-même du mot allemand Uran. Uranus est à l'origine le nom du dieu romain du ciel, père des Titans dont l'équivalent grec est Ouranos Il a été nommé en 1789 par son découvreur Martin Heinrich Klaproth en référence à la planète découverte huit ans auparavant, Uranus même s'il envisageait d'abord de l'appeler klaprothium puis, surmontant son narcissisme passager, suggérera de le nommer à partir de cette nouvelle planète. L'Urane découvert par Klaproth sera considéré comme une substance élémentaire jusqu'à ce que le chimiste Eugène-Melchior Péligot isole le métal en 1841.
Découverte
La mise en évidence de l'oxyde d'uranium par le chimiste allemand Martin Heinrich Klaproth est permise en 1789 par l'analyse d'un fragment de roche en provenance de Saint Joachimsthal, cette roche correspondait en fait à de la pechblende qui est un minerai d'uranium contenant principalement de l'U3O8. En chauffant cette roche, Klaproth obtiendra un corps métallique gris correspondant à un oxyde d'uranium qui sera baptisé ainsi en 1790. Jusqu'alors considéré comme sans danger et grâce à ses propriétés fluorescentes, il était parfois utilisé pour colorer en jaune les verres et les céramiques pou pour donner une couleur jaune verdâtre aux émaux par les verriers de Bohême et les céramistes saxons. Mais ce ne sera qu'en 1841 que le chimiste français Eugène-Melchior Péligot parviendra à isoler l'uranium grâce à une réduction du tétrachlorure d'uranium, de formule UCl4, par du potassium obtenant ainsi de l'uranium pur. La radioactivité de cet élément ne sera découvert que bien plus tard, en 1896 par le Français Henri Becquerel. Cette découverte fut permise grâce à des plaques photographiques. En effet, Becquerel constata que ses plaques, placées à côté de sels d'uranium, avaient été impressionnées alors qu'elles n'avaient aucunement été exposée au soleil. Ce phénomène qui était à l'époque inconnu était en fait une manifestation de la radioactivité naturelle. En 1938, les physiciens Otto Hahn, Lise Meitner et Fritz Strassmann découvrent que l'uranium est fissile, il peut alors subir la fission nucléaire.
La fission spontanée est un phénomène de désintégration radioactive selon lequel un noyau lourd d’un atome se divise pour former au moins deux noyaux plus petits
Présence à l’état naturel
L'uranium est un élément naturel très commun. En effet, il est plus abondant que l'argent ou l'or. On peut le trouver partout dans l'écorce terrestre, d'ailleurs, son clarke correspond à des teneurs moyennes d'environ 3 g/tonne.
Le clarke d’un élément chimique définit sa présence moyenne dans la croûte terrestre . Il s’exprime sous la forme d’une fraction massique en pourcentage, ppm (partie par million), ou ppb (partie par milliard)
L'uranium est présent à l'état naturel à l'état de minerais tel que l'uraninite ou la pechblende. Ces minerais sont alors extraits de gisements à ciel ouvert ou de galeries souterraines se trouvant principalement :
- en Australie,
- aux États-Unis,
- au Canada,
- en Afrique du Sud
- et en Russie
Propriétés physiques et chimiques
L'uranium sous forme de corps simple
Un corps est dit ductile quand il peut être étiré sans pour autant se rompre On définit le paramagnétisme par un élément qui ne possède pas d’aimantation spontanée dans un milieu mais qui obtient une aimantation lorsqu’il est traversé par un champ magnétique. Son aimantation sera par ailleurs dirigée dans le même sens que le champ magnétique qui lui donne ces caractéristiques
Les ions de l'uranium en solution aqueuse
L'ion uranium IV, de formule U4+, est un cation monoatomique présentant un défaut de quatre électrons.
Composés à base d'uranium
- L'oxyde d'uranium IV, de formule UO2, est présent au sein de différents minéraux naturels tels que la pechblende ou la carnotique. Avant que les propriétés radioactives ne soient découverte l'oxyde d'uranium était utilisé pour colorer en jaunes des céramiques et des verres. Au contact du dioxygène il s'oxyde en octaoxyde de triuranium.
- L'octaoxyde de triuranium, de formule U3O8, correspond à l'oxyde d'uranium le plus stable. Il peut se former par oxydation de l'oxyde d'uranium IV avec le dioxygène.
Isotopes
Des isotopes sont des atomes qui possèdent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons
L'élément 92 est un élément chimique qui possède 26 isotopes connus qui ont tous la particularité d'être radioactif. Mais, à l'état naturel, on ne trouve que 3 isotopes présentant un nombre de masse compris entre 234 et 238, c'est à dire :
- L'uranium 234
- L'uranium 235
- Et l'uranium 238
Le nombre de masse d’un atome est le nombre de nucléons qu’il contient. Il s’agit donc de la somme du nombre de protons et du nombre de protons qui constituent le noyau de l’atome
Utilisations
Les isotopes de l'uranium présentent des utilisations différentes. En effet, l'uranium 235 est l'isotope radioactif principalement utilisé dans le civil, c'est à dire dans la production d'énergie nucléaire. Mais il est également utilisé dans le domaine militaire puisqu'il a été utilisé afin de confectionner la première bombe atomique utilisé, Little Boy, qui sera larguée sur le Japon, plus précisément sur Hiroshima.
Toxicité
Écotoxicité
On dit d’un objet qu’il est écotoxique lorsqu’il est toxique pour l’environnement, c’est-à-dire polluant
L'uranium est considéré comme écotoxique après avoir été exploité par l'Homme. En effet, l'uranium naturel sous forme de minerai ne présente aucun danger. L'uranium est capable de s'accumuler dans certains organismes tels que les corps ou les champignons, augmentant le risque de contamination.
Vous avez aimé cet article ? Notez-le !
Loading...
Si vous désirez une aide personnalisée, contactez dès maintenant l’un de nos professeurs !
Bonjour,
Votre présentation est très didactique et donc bien utile pour celles et ceux qui souhaitent avoir une information fiable. Toutefois, il est écrit dans un encadré que le nombre de masse d’un atome est égal au nombre de protons et au nombre de protons. Ne faudrait-il pas dire que le nombre de masse est égal au nombre de protons et au nombre de neutrons.
Merci de votre réponse
Très cordialement
Dany (Mr) Chassin