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Lo ione mwdquranile è un mwdgcatione poliatomico di mwdwformula [UOmwea2]mweq2+.

È una mwewspecie chimica ben caratterizzata, ha una struttura lineare con legami U–O corti, indice della presenza di legami multipli tra mwfauranio e mwfqossigeno. Lo mwfgstato di ossidazione dell'uranio è +6. I composti che contengono lo ione uranile sono in genere di colore giallo. Lo ione uranile può formare molti mwfwcomplessi, specie con leganti che utilizzano atomi donatori di ossigeno. I complessi dello ione uranile sono importanti nell'estrazione dell'uranio dai suoi minerali e nel mwgariprocessamento del mwgqcombustibile nucleare.

• Struttura e legami

• Spettroscopia

• Reattività

• Complessi

• Presenza in natura

• Usi

• Tossicologia

• Note

• Bibliografia

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Lo ione uranile è lineare con mwhqsimmetria Dmwhg∞h, con distanze U–O di circa 180 mwhwpm. Queste distanze di legame indicano la presenza di un legame multiplo tra gli atomi di uranio e ossigeno. L'uranio nello stato di ossidazione +6 ha mwiaconfigurazione elettronica mwiq[mwigRnmwiw], e quindi gli elettroni usati per formare i legami provengono dagli atomi di ossigeno. In genere si considera che i tre mwjaorbitali p dell'ossigeno si combinino con gli orbitali 6d e 5f dell'uranio in modo da fornire un mwjqlegame σ e due mwjglegami π. Ne risultano tre legami fra U ed O, come da figura.cite-ref-gre97-1-0[1]

Lo ione uranile è sempre accompagnato ad una componente anionica, che in forma solida si dispone nel piano equatoriale della molecola (cioè quello perpendicolare all'asse O–U–O e passante per l'atomo di uranio).

I leganti aggiuntivi possono essere quattro, cinque o sei; ne risultano rispettivamente strutture ottaedriche, a bipiramide pentagonale, e a bipiramide esagonale.cite-ref-gre97-1-1[1]

I composti che contengono lo ione uranile sono in genere di colore giallo, ma possono essere anche di colore rosso, arancio e verde. In quelli gialli il colore è dovuto ad una banda a trasferimento di carica LMCT a circa 420mwna nm, all'estremità blu dello mwnqspettro visibile.cite-ref-2[2]cite-ref-3[3] La posizione esatta della banda di assorbimento e delle bande mwpgXANES dipende dalla natura dei leganti equatoriali.cite-ref-4[4]

Lo ione uranile è luminescente, con una banda di emissione nell'intervallo 450-650mwra nm. Il primo studio sulla luminescenza verde del mwrqvetro all'uranio fu condotto da mwrgDavid Brewster nel 1849.cite-ref-5[5] In seguito sono stati condotti numerosissimi studi e si è stabilito che la luminescenza è classificabile come mwswfosforescenza, dato che è originata dalla transizione dal più basso stato eccitato di mwtatripletto allo stato fondamentale di mwtqsingoletto.cite-ref-6[6] La luminescenza di Kmwug2UOmwuw2(SOmwva4)mwvq2 è implicata nella scoperta della mwvgradioattività.

Lo ione uranile ha frequenze di mwwastiramento caratteristiche a circa 880mwwq cmmwwg−1 (mwwwspettro Raman) e circa 950mwxa cmmwxq−1 (mwxgspettro IR). Le frequenze sono un po' influenzate dalla natura dei leganti presenti nel piano equatoriale. Le frequenze di stiramento sono correlate con la distanza di legame U–O. Si è anche osservato che le frequenze di stiramento sono correlate con la posizione dei leganti equatoriali nella mwxwserie spettrochimica.cite-ref-7[7]

Lo ione uranile in acqua è stabile e mantiene la sua identità in molte reazioni, ma la sua chimica è complicata per la simultanea presenza di reazioni di mwzgcomplessazione e di idrolisi. La specie predominante è quella con cinque molecole d'acqua coordinate; esiste anche una piccola percentuale di ioni uranile coordinati a quattro molecole d'acqua.cite-ref-8[8] Soluzioni dello ione uranile in acqua sono acide a causa dell'idrolisi. Gli equilibri di idrolisi sono piuttosto complicati, con formazione di specie anche polimeriche, e sono influenzati dal pH e dalla presenza di altri ioni; le specie più importanti sono [UOmwaw2OH]mwba+, [(UOmwbq2)mwbg2(OH)mwbw2]mwca2+ e [(UOmwcq2)mwcg3(OH)mwcw5]mwda+.cite-ref-gre97-1-2[1]cite-ref-cot99-9-0[9]

Lo ione uranile è abbastanza resistente alla mwfgriduzione, ma può essere ridotto a Umwfw4+ con Crmwga2+, e a Umwgq3+ con mwggamalgama di zinco o per via elettrolitica. Sia Umwgw4+ che Umwha3+ in presenza di aria sono riossidati a [UOmwhq2]mwhg2+. La corrispondente specie di U(V), [UOmwhw2]mwia+ è invece molto instabile e dà luogo a mwiqdismutazione.cite-ref-cot99-9-1[9]

Per irradiazione con luce visibile si forma lo stato eccitato *[UOmwjw2]mwka2+ che è luminescente ed è un ossidante molto forte (E° = 2,6 V).cite-ref-cot99-9-2[9]

Lo ione uranile si comporta da mwoaacido hard e quindi forma complessi più stabili con lo ione fluoruro e leganti con atomi donatori di ossigeno, come gli ioni mwoqidrossido, mwognitrato, mwowsolfato e mwpacarbossilato. Anche molecole neutre come acqua e fosfinossidi possono legarsi in modo analogo. Il complesso formato può contenere quattro, cinque o sei atomi coordinati nel piano equatoriale. Ad esempio il mwpqnitrato di uranile, [UOmwpg2(NOmwpw3)mwqa2]•2Hmwqq2O, contiene sei atomi coordinati nel piano equatoriale: quattro dai leganti nitrato legati in modo bidentato, e due dalle due molecole di acqua. L'atomo di uranio risulta così al centro di una struttura a bipiramide esagonale,cite-ref-gre97-1-3[1] simile a quella illustrata a fianco per UOmwrg2(NOmwrw3)mwsa2•2OP(OCmwsq2Hmwsg5).

A riprova della stabilità dello ione [UOmwtq2]mwtg2+, lo si trova in natura in molti minerali. Alcuni esempi sono:

• mwuqCarnotite Kmwug2(UOmwuw2)mwva2Vmwvq2Omwvg8·3(Hmwvw2O)

• mwwqAutunite Ca(UOmwwg2)mwww2(POmwxa4)mwxq2·10-12(Hmwxg2O)

• mwyaTorbernite Cu(UOmwyq2)mwyg2(POmwyw4)mwza2·8-12(Hmwzq2O)

• mwzwUranofano Ca(UOmw0a2)mw0q2(SiOmw0g3OH)mw0w2·5Hmw1a2O

• mw1gCoffinite U(SiOmw1w4)mw2a1-x(OH)mw2q4x

Questi minerali sono di scarsa importanza commerciale; la maggior parte dell'uranio viene estratta dalla mw2wpechblenda, che è sostanzialmente UOmw3a2 contaminata da UOmw3q3 e ossidi di altri elementi.

Il nitrato di uranile, UOmw4a2(NOmw4q3)mw4g2, è importante nei processi di purificazione dell'uranio perché può essere estratto in solventi non polari a partire da soluzioni di mw4wacido nitrico.cite-ref-gre97-1-4[1]cite-ref-cot99-9-3[9]

L'ossalato di uranile era usato come mw7qattinometro prima dell'introduzione del mw7gferriossalato di potassio.cite-ref-10[10]

Sali di uranile sono usati per colorare campioni per studi di microscopia elettronica sul DNA.cite-ref-11[11]

I sali di uranile sono tossici e possono causare grave mw-ginsufficienza renale e mw-wnecrosi tubulare acuta. Tra gli organi bersaglio ci sono mw-areni, mw-qfegato, mw-gpolmoni e mw-wcervello. Accumulo di ioni uranile nei gonociti provoca mwaqamalattie congenite,cite-ref-12[12] e nei mwaquglobuli bianchi del sangue provoca danni al mwaqysistema immunitario.cite-ref-13[13] I composti contenenti uranile sono anche mwaqsneurotossine. Contaminazione da ioni uranile è stata rilevata nei pressi di bersagli colpiti con mwaqwuranio impoverito.cite-ref-14[14]

Tutti i composti di uranio sono radioattivi. Tuttavia l'uranio in genere è disponibile nella forma impoverita, tranne che nell'ambito dell'industria nucleare. L'mwariuranio impoverito è costituito principalmente da mwarm238U che decade con un mwarqtempo di dimezzamento di 4,47 × 10mwaru9 anni. Dato che emette deboli mwaryradiazioni alfa, la sua radioattività è pericolosa solo per contatto diretto o per ingestione.

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• citerefbritannica-com(EN) uranyl ion, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.