氯化鈾醯

氯化鈾醯，別名氯氧化鈾、氯化雙氧鈾，化學式為UO2Cl2，是一種不穩定的、具有放射性的、有毒的鈾化合物。無水氯化鈾醯為亮黃色晶體，吸濕性很強；在潮濕的空氣中易生成一水合物與三水合物。無水氯化鈾醯也溶於丙酮、醇、苯乙醯、吡啶以及二氧六環，但不溶於四氯化碳、苯或二甲苯。熔點578℃，在空氣中灼燒時生成八氧化三鈾。無水氯化鈾醯，一水合物以及三水合物均見光易分解，需要避光儲存；且均與許多無機和有機配體生成絡合物。一水氯化鈾醯（UO2Cl2·H2O），為黃色粉末狀固體，具有很強的吸濕性，極易溶於水、乙醇，丙酮。溫度高於300℃時發生分解反應。三水氯化鈾醯（UO2Cl2·3H2O），為黃色晶體，溶於水，150℃時脫去2個結晶水形成一水氯化鈾醯。氯化鈾醯常用作化學試劑，在鈾礦的提純、配合物聚合物設計新型分子材料方面得到了廣泛套用。

基本介紹

• 中文名：氯化鈾醯
• 外文名：uranylchloride；dichlorodioxouranium
• 別 稱：氯氧化鈾;氯化雙氧鈾
• 化學式：UO2Cl2
• 分子量：340.935（無水）
• 密 度：5.426g/cm3（固）
• 外 觀：黃色斜方潮解性晶體（無水）
• 水溶性：易溶
• 熔 點：578℃
• CAS登錄號：7791-26-6
• EINECS登錄號：232-246-1
• 安全性描述：放射性、有毒

製備方法

(1) 氯化鈾醯由四氯化鈾和氧氣在300~350℃反應得到：

UCl4+O2→UO2Cl2+Cl2

首先將硼矽酸玻璃反應管放在臥式管式爐中，抽真空，或一邊通入乾燥的氮氣，一邊在300～350℃時加熱1h。然後，把冷卻後的無水四氯化鈾放進石英舟中，並迅速送入反應管內，將系統抽真空，再通入乾燥的氧氣，使爐溫升至300～350℃，並不斷導入氧氣條件下加熱7h，然後放置冷卻至室溫，停止導入氧氣。將反應管迅速移入有乾燥氣氛的乾燥箱中，再在乾燥箱中移入密封容器內。

（2） 三氧化鈾與鹽酸溶液反應，然後蒸髮結晶：

UO3+2HCl→UO2Cl2+H2O

物理、化學性質

無水氯化鈾醯為亮黃色斜方晶系晶體（a=5.725A(1A=0.1nm，下同)，b=8.409A，c=8.720A），密度為5.43g/cm3，熔點578℃。在氯氣中，在630℃時稍具揮發性，但在775℃時，揮發性略為顯著；真空狀態在450℃以上可分解為氧化物及氯氣。吸濕性非常強，能潮解；水溶液對熱、光均不穩定；水解後顯酸性。可溶於乙醇、苯乙酮、吡啶，二烷，但在溶解的同時就進行反應。不溶於四氯化碳、二甲苯、苯。除一水合物外，尚存在三水合物、六水合物。一水合物可用氯化亞硫醯與六水合物回流而製得。一水合物外觀類似硫磺呈黃色，吸濕性強。

在水溶液中，鈾以正六價的鈾醯離子形式存在， 鈾醯離子中的O=U=0的鍵角約為180°。溶液中pH值對鈾醯聚合形式影響很大，一般當pH小於2.5時，鈾是以單獨的鈾醯離子形式存在於溶液中。當pH大於2.5時,鈾醯離子始水解，同時會有聚合反應(多核甚至籠狀)，最後生成的氫氧化物沉澱。影響水解的主要因素是鈾醯離子的濃度和溶液的溫度。

氯化鈾醯的水溶液的密度如下：

溫度 °C	UO2Cl2 濃度%	密度
14.6	1	1.0056
16.3	2	1.0112
13.7	3	1.0161
13.1	4	1.0215
14.2	5	1.0260
15.2	6	1.0313
14.3	7	1.0366
14.5	8	1.0418
15.0	9	1.0469
14.8	10	1.0517

安全性

（1）有毒性

氯化鈾醯有是劇毒，如果吸入或吞下，會對肝臟與腎臟造成很大的危害，若吸收量少，則有累積效應的危險。對水生生物有毒,可能產生長期不良影響在水生環境。

（2）放射性

與所有的鈾化合物一樣，它的放射性在一定程度上取決於它的同位素比率。

（3）中毒表現

當短期大量進入機體時(如不幸事故)，即可引起急性鈾中毒，此時鈾主要作為一種重金屬毒物而起作用，放射性損害則在晚期才出現。急性中毒時，一般有1-2d的潛伏期，然後出現不適、寒戰、嘔吐。臨床上特異變化是腎臟的急中毒性損害(低比重尿、蛋白尿、透明管型和紅細胞)，繼之可出現血中非蛋白氮增高，毛細血管通透性改變，甚至出現末梢血液變化(白細胞增多)。嚴重病例還可發生尿毒症並伴有中毒性實質性肝炎，甚至致死。輕病例則經過良好。

慢性鈾中毒的特點是長時間無臨床症狀，貌似健康。年幼者漸見發育障礙，成人體重減輕，並逐漸出現植物神經系統功能紊亂或乏力等症狀。血液指標在中毒後幾十天即可出現變化，主要有貧血、血色指數偏高、網織紅細胞增加、白細胞總數增多或減少、淋巴細胞增多、嗜酸性白細胞增加、血小板減少和白細胞質變(有空泡、溶解、固縮、中毒顆粒出現)等。

套用

（1）鈾礦的提純

由於氯化鈾醯陰離子配合物的穩定常數比硫酸鈾醯等鈾醯的配合物的穩定常數小得多，前者一般僅為0．22，而後者一般在2500，所以在鈾礦提純萃取環節得到了利用。

（2）配合物聚合物設計新型分子材料

配位聚合物指的是以金屬中心與有機配體配合，類似於高分子化合物有序的無限延伸，通過自主裝或者定向合成的方法，設計合成結構新穎、性質獨特、種類繁多的新型分子材料。配位聚合物的合成有以下三個顯著特點:a.合成周期短,有機配體可以和金屬中心迅速的配合得到產物；b. 方法簡單，通過有機合成得到配體後一般只需要一步反應就能得到配位聚合物；c. 可以根據需要來設計合成功能配位聚合物。其配位聚合物豐富的結構，在很多領域都有潛在的套用如光學材料、超導材料、磁性材料、微孔材料、催化等。

Bums等人對已經得到結構的鈾醯配合物進行了歸納總結：通過那幾種初級結構單元以共邊或共頂點可組合成結構多樣的鈾醯配合物，可分為4類:零維配合物、在一個方向上無限延伸的一維鏈配合物、在平面上無限延伸的二維層結構配合物和在空間上無限延伸的三維框架結構配合物。

相關化合物

硫酸鈾醯：uranyl sulfate UO2SO4

草酸鈾醯：uranyl oxalate UO2C2O4

硝酸雙氧鈾（硝酸鈾醯）：uranyl nitrate UO2(NO3)2

乙酸鈾醯（醋酸雙氧鈾）：uranyl acetate UC6H9O8

氟化鈾醯（氟氧化鈾）：uranyl fluoride UO2F2