The mineralogy of Uranium
| General Properties | |
|---|---|
| Symbol: | U |
| Atomic Number: | 92 |
| Standard atomic weight (Ar): | 238.02891(3) |
| Electron configuration: | [Rn] 5f3 6d1 7s2 |
| Photos | ||
|---|---|---|
| < | A billet of highly enriched uranium | > |
| Atomic Properties | |
|---|---|
| Electronegativity (Pauling scale): | 1.38 |
| Atomic Radius: | 156 pm |
| Ionic Radius: | 102.5 pm (+3) |
| Van der Waals Radius: | 186 pm |
| 1st Ionization energy: | 598 kJ/mol |
| Oxidation States: | 3,4,5,6 |
| Physical Properties | |
|---|---|
| Standard State: | solid |
| Bonding Type: | metallic |
| Melting Point: | 1408 K |
| Boiling Point: | 4200 K |
| Density: | 19.05 g/cm3 |
| Metal/Non-Metal: | actinoid |
| Main isotopes of Uranium | ||||
|---|---|---|---|---|
| Isotope | % in Nature | Half Life | Decay type | Decay product |
| 232U | synthetic | 68.9y | Spontaneous fission | |
| α | ||||
| 233U | trace | 1.592×105y | Spontaneous fission | |
| α | 229Th | |||
| 234U | 0.005% | 2.455×105y | Spontaneous fission | |
| α | 230Th | |||
| 235U | 0.720% | 7.04×108y | Spontaneous fission | |
| α | 231Th | |||
| 236U | trace | 2342×107y | Spontaneous fission | |
| α | 232Th | |||
| 238U | 99.274% | 4.468×109y | α | 234Th |
| Spontaneous fission | ||||
| β-β- | 238Pu | |||
| Main ions of Uranium | ||||
|---|---|---|---|---|
| Name | Ion | Example minerals | ||
| uranium(III) | U3+ | |||
| uranium(IV) | U4+ | Uraninite | ||
| uranium(V) | U6+ | |||
| uranyl | UO22+ | Autunite, Torbernite | ||
| Other Information | |
|---|---|
| Year Discovered: | 1789 |
| Discovered By: | |
| Year Isolated: | 1841 |
| Isolated By: | |
| Named For: | |
| CPK color coding: | #008FFF |
| External Links: | WikipediaWebElementsLos Alamos National LaboratoryTheodore Gray's PeriodicTable.com |
| Simple Compounds and Mineral Names | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Nitrides | uranium nitride | UN | +3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| diuranium trinitride | U2N3 | +2,+3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| diuranium trinitride | U3N2 | +2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sulfides | uranium sulphide | US | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| diuranium trisulphide | U2S3 | +3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Selenides | uranium diselenide | USe2 | +4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranium triselenide | USe3 | +6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tellurides | uranium ditelluride | UTe2 | +4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranium tritelluride | UTe3 | +6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hydrides | uranium trihydride | UH3 | +3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hydroxides | uranyl hydroxide | UO2(OH)2 | +6 | Paulscherrerite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fluorides | uranium trifluoride | UF3 | +3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranium hexafluoride | UF6 | +6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranium tetrafluoride | UF4 | +4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranium pentafluoride | UF5 | +5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| tetrauranium octadecafluoride | U4F18 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| tetrauranium heptadecafluoride | U4F17 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chlorides | uranium trichloride | UCl3 | +3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranium hexachloride | UCl6 | +6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranium tetrachloride | UCl4 | +4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranium pentachloride | UCl5 | +5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bromides | uranium tetrabromide | UBr4 | +4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranium pentabromide | UBr5 | +5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Iodides | uranium triiodide | UI3 | +3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranium tetraiodide | UI4 | +4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxides | uranium oxide | UO | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranium dioxide | UO2 | +4 | Uraninite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranium trioxide | UO3 | +6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| triuranium octaoxide | U3O8 | +5,+6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| diuranium pentoxide | U2O5 | +5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| triuranium heptoxide | U3O7 | +4,+5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| tetrauranium nonaoxide | U4O9 | +4,+5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranyl peroxide | UO2O2 | +6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranium trioxide hydrate | UO3 · 1-2H2O | +6 | Metaschoepite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranium trioxide dihydrate | UO3 · 2H2O | +6 | Paraschoepite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranyl peroxide tetrahydrate | UO2O2 · 4H2O | +6 | Studtite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranyl peroxide dihydrate | UO2O2 · 2H2O | +6 | Metastudtite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Carbonates | uranyl carbonate | UO2(CO)3 | +6 | Rutherfordine | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranyl carbonate hydrate | UO2(CO)3 · nH2O | +6 | Joliotite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nitrates | uranyl nitrate | UO(NO3)2 | +6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sulfates | uranium sulfate | U(SO4)2 | +4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| uranyl sulfate | UO2SO4 | +6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Uranium as a chromophore in minerals and gems | |
|---|---|
| Chromophore | Description |
| UO22+ | responsible for the brilliant yellow colour of uranium minerals such as autunite and carnotite. |
| U4+ | responsible for the blue colour in some zircon. |
| Mineral Diversity of Uranium | |
|---|---|
| 3. Halides | 1 valid mineral species |
| 4. Oxides | 84 valid mineral species |
| 5. Carbonates | 42 valid mineral species |
| 7. Sulfates | 68 valid mineral species |
| 8. Phosphates, Arsenates, Vanadates | 84 valid mineral species |
| 9. Silicates | 21 valid mineral species |
| 10. Organic Compounds | 2 valid mineral species |
| Total: | 302 valid species containing essential Uranium |
| Minerals with the greatest weight % of Uranium | ||
|---|---|---|
| Uraninite | UO2 | 88.15 % |
| Paulscherrerite | UO2(OH)2 | 78.29 % |
| Heisenbergite | 76.69 % | |
| Ianthinite | U4+(UO2)5O7·10H2O | 75.95 % |
| Metaschoepite | (UO2)8O2(OH)12·10H2O | 73.91 % |
| Paraschoepite | UO3·2H2O | 73.91 % |
| Bobfinchite | Na[(UO2)8O3(OH)11]·10H2O | 73.28 % |
| Clarkeite | (Na,Ca,Pb)(UO2)O(OH)·0-1H2O | 73.01 % |
| Schoepite | (UO2)8O2(OH)12·12H2O | 72.89 % |
| Becquerelite | Ca(UO2)6O4(OH)6·8H2O | 72.48 % |
| Geochemistry of Uranium | |
|---|---|
| Goldschmidt classification: | Lithophile |
| U4+ is enriched in Ca-Al-rich inclusions in meteorites relative to the composition of the solar system. | |
| Elemental Abundance for Uranium | ||
|---|---|---|
| Crust (CRC Handbook) | 2.7 x 10-6 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Kaye & Laby) | 1.6 x 10-6 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Greenwood) | 2.3 x 10-6 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Ahrens/Taylor) | 9.10 x 10-7 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Ahrens/Wänke) | 1.200 x 10-6 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Ahrens/Weaver) | 1.300 x 10-6 | mass fraction, kg/kg |
| Upper Crust (Ahrens/Taylor) | 2.800 x 10-6 | mass fraction, kg/kg |
| Upper Crust (Ahrens/Shaw) | 2.500 x 10-6 | mass fraction, kg/kg |
| Sea Water (CRC Handbook) | 3.2 x 10-9 | mass per volume fraction, kg/L |
| Sea Water (Kaye & Laby) | 3.3 x 10-9 | mass per volume fraction, kg/L |
| Solar System (Kaye & Laby) | 1.8 x 10-8 | atom mole fraction relative to Si=1 |
| Solar System (Ahrens) | 9.00 x 10-9 (8.4%) | atom mole fraction relative to Si=1 (% uncertainty) |
| Element association of Uranium in the Mineral World | |||
|---|---|---|---|
| This table compares the known valid mineral species listed listed with Uranium and the other elements listed based on the official IMA formula. Note that unlike other sections on this page this includes non-essential elements. The first data column contains the total number of minerals listed with Uranium and the element listed for that row. The second data column lists this number as a percentage of all minerals listed with Uranium. The final data column compares this percentage against the percentage of all minerals that contain the element listed in each row. Click on a heading to sort. |
| Periodic Table | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Protactinium << Uranium >> Neptunium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||






























