[科普中国]-氯化铀酰

制备方法

(1) 氯化铀酰由四氯化铀和氧气在300~350℃反应得到：

UCl4+O2→UO2Cl2+Cl2

首先将硼硅酸玻璃反应管放在卧式管式炉中，抽真空，或一边通入干燥的氮气，一边在300～350℃时加热1h。然后，把冷却后的无水四氯化铀放进石英舟中，并迅速送入反应管内，将系统抽真空，再通入干燥的氧气，使炉温升至300～350℃，并不断导入氧气条件下加热7h，然后放置冷却至室温，停止导入氧气。将反应管迅速移入有干燥气氛的干燥箱中，再在干燥箱中移入密封容器内2。

（2） 三氧化铀与盐酸溶液反应，然后蒸发结晶：3

UO3+2HCl→UO2Cl2+H2O

物理、化学性质无水氯化铀酰为亮黄色斜方晶系晶体4（a=5.725A(1A=0.1nm，下同)，b=8.409A，c=8.720A），密度为5.43g/cm3，熔点578℃。在氯气中，在630℃时稍具挥发性，但在775℃时，挥发性略为显著；真空状态在450℃以上可分解为氧化物及氯气。吸湿性非常强，能潮解；水溶液对热、光均不稳定；水解后显酸性。可溶于乙醇、苯乙酮、吡啶，二烷，但在溶解的同时就进行反应。不溶于四氯化碳、二甲苯、苯。除一水合物外，尚存在三水合物、六水合物。一水合物可用氯化亚硫酰与六水合物回流而制得。一水合物外观类似硫磺呈黄色，吸湿性强。

在水溶液中，铀以正六价的铀酰离子形式存在5， 铀酰离子中的O=U=0的键角约为180°。溶液中pH值对铀酰聚合形式影响很大，一般当pH小于2.5时，铀是以单独的铀酰离子形式存在于溶液中。当pH大于2.5时,铀酰离子始水解，同时会有聚合反应(多核甚至笼状)，最后生成的氢氧化物沉淀。影响水解的主要因素是铀酰离子的浓度和溶液的温度。

氯化铀酰的水溶液的密度如下6：

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安全性（1）有毒性1

氯化铀酰有是剧毒，如果吸入或吞下，会对肝脏与肾脏造成很大的危害，若吸收量少，则有累积效应的危险。对水生生物有毒,可能产生长期不良影响在水生环境。

（2）放射性5

与所有的铀化合物一样，它的放射性在一定程度上取决于它的同位素比率。

（3）中毒表现7

当短期大量进入机体时(如不幸事故)，即可引起急性铀中毒，此时铀主要作为一种重金属毒物而起作用，放射性损害则在晚期才出现。急性中毒时，一般有1-2d的潜伏期，然后出现不适、寒战、呕吐。临床上特异变化是肾脏的急中毒性损害(低比重尿、蛋白尿、透明管型和红细胞)，继之可出现血中非蛋白氮增高，毛细血管通透性改变，甚至出现末梢血液变化(白细胞增多)。严重病例还可发生尿毒症并伴有中毒性实质性肝炎，甚至致死。轻病例则经过良好。

慢性铀中毒的特点是长时间无临床症状，貌似健康。年幼者渐见发育障碍，成人体重减轻，并逐渐出现植物神经系统功能紊乱或乏力等症状。血液指标在中毒后几十天即可出现变化，主要有贫血、血色指数偏高、网织红细胞增加、白细胞总数增多或减少、淋巴细胞增多、嗜酸性白细胞增加、血小板减少和白细胞质变(有空泡、溶解、固缩、中毒颗粒出现)等。

应用（1）铀矿的提纯8

由于氯化铀酰阴离子配合物的稳定常数比硫酸铀酰等铀酰的配合物的稳定常数小得多，前者一般仅为0．22，而后者一般在2500，所以在铀矿提纯萃取环节得到了利用。

（2）配合物聚合物设计新型分子材料9

配位聚合物指的是以金属中心与有机配体配合，类似于高分子化合物有序的无限延伸，通过自主装或者定向合成的方法，设计合成结构新颖、性质独特、种类繁多的新型分子材料。配位聚合物的合成有以下三个显著特点:a.合成周期短,有机配体可以和金属中心迅速的配合得到产物；b. 方法简单，通过有机合成得到配体后一般只需要一步反应就能得到配位聚合物；c. 可以根据需要来设计合成功能配位聚合物。其配位聚合物丰富的结构，在很多领域都有潜在的应用如光学材料、超导材料、磁性材料、微孔材料、催化等。

Bums等人对已经得到结构的铀酰配合物进行了归纳总结5：通过那几种初级结构单元以共边或共顶点可组合成结构多样的铀酰配合物，可分为4类:零维配合物、在一个方向上无限延伸的一维链配合物、在平面上无限延伸的二维层结构配合物和在空间上无限延伸的三维框架结构配合物。

相关化合物硫酸铀酰：uranyl sulfate UO2SO4

草酸铀酰：uranyl oxalate UO2C2O4

硝酸双氧铀（硝酸铀酰）：uranyl nitrate UO2(NO3)2

乙酸铀酰（醋酸双氧铀）：uranyl acetate UC6H9O8

氟化铀酰（氟氧化铀）：uranyl fluoride UO2F2