Uranio
El uranio es un elemento químico de símbolo U y número atómico 92. Es un metal blanco plateado de la serie de los actínidos de la tabla periódica. Un átomo de uranio tiene 92 protones y 92 electrones, de los cuales 6 son electrones de valencia.
Identidad
- Masa atómica
- 238.029 u
- Categoría
- Actínidos
- Grupo
- 3
- Periodo
- 7
- Bloque
- f
- Estado(s) de oxidación
- +3, +4, +5, +6
- Fase (25 °C)
- Sólido
Estructura electrónica
- Configuración
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f3 6d1
- Configuración abreviada
- [Rn] 5f3 6d1 7s2
- Electrones por capa
- 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
- Electronegatividad (Pauling)
- 1.38
- Afinidad electrónica
- 50.9 kJ/mol
- 1.ª energía de ionización
- 598 kJ/mol
- Energías de ionización
- 598 · 1420 kJ/mol
Propiedades físicas
- Punto de fusión
- 1132.2 °C (1405 K)
- Punto de ebullición
- 4130.9 °C (4404 K)
- Densidad
- 19.1 g/cm³
- Calor molar
- 27.7 J/(mol·K)
Comportamiento químico del uranio
El uranio tiene seis electrones externos ([Rn] 5f³ 6d¹ 7s²) y es el actínido de química más variada: presenta estados +3, +4, +5 y +6, con el +6 (ion uranilo UO₂²⁺) como el más estable en disolución. Su electronegatividad es baja (1,38) y es denso, maleable y pirofórico en polvo fino. Como metal se oxida en aire; como U-235 es el único isótopo natural fisible.
Reactividad
U + O₂ → UO₂
En aire se cubre de dióxido oscuro; calentado, arde hasta U₃O₈. El polvo fino puede inflamarse espontáneamente, por lo que se mecaniza bajo refrigerante.
U + 2 H₂O → UO₂ + 2 H₂
El agua apenas lo ataca en frío, pero en caliente y con vapor reacciona liberando hidrógeno. Los peróxidos y carbonatos lo disuelven formando uranilo.
U + 4 HF → UF₄ + 2 H₂
Con fluorhídrico da tetrafluoruro verde, intermedio hacia el hexafluoruro UF₆ gaseoso que alimenta las centrifugadoras de enriquecimiento.
UO₂ + 4 HF → UF₄ + 2 H₂O
El dióxido se convierte en tetrafluoruro y después en UF₆ volátil: la ruta fluorada del yellowcake al combustible enriquecido.
Compuestos destacados
| Compuesto | Fórmula | Uso o importancia |
|---|---|---|
| Dióxido de uranio | UO₂ | Pastillas de combustible nuclear |
| Hexafluoruro de uranio | UF₆ | Enriquecimiento por centrifugación |
| Torta amarilla | U₃O₈ | Concentrado minero comercial |
| Nitrato de uranilo | UO₂(NO₃)₂ | Reprocesado y laboratorios |
| Combustible MOX | UO₂-PuO₂ | Reciclado de plutonio en reactores |
Representación de la distribución electrónica por niveles
Ver en el constructor de átomosIsótopos
El uranio natural combina uranio-238 (²³⁸U, ~99,27 %, 4.468 millones de años), uranio-235 (²³⁵U, ~0,72 %, 704 millones de años) y trazas de uranio-234. El 235U es el único fisible natural y alimenta reactores y armas; el 238U es fértil y engendra plutonio-239. El 233U artificial nace del torio en ciclos avanzados.
Presencia y obtención
Aparece con unas 2,7 ppm en granitos, fosforitas y areniscas, en uraninita (pechblenda), carnotita y autunita. Los grandes yacimientos están en Kazajistán, Canadá, Australia y Namibia. Se obtiene por lixiviación ácida o alcalina hasta yellowcake, y el metal por reducción con calcio o magnesio.
Historia y origen del nombre
Martin Heinrich Klaproth lo identificó en 1789 en la pechblenda y lo llamó uranio, por Urano, recién descubierto. Péligot aisló el metal en 1841. Becquerel descubrió en 1896 que velaba placas: la radiactividad. Hahn y Strassmann fisionaron el U-235 en 1938 y el Proyecto Manhattan lo llevó a la bomba y al reactor de Chicago.
Aplicaciones y relevancia del uranio
Usos del elemento
Como U-235 enriquecido (3-5 %) forma las pastillas de UO₂ que calientan cada reactor de agua ligera; como U-238 empobrecido blinda, lastra aviones y perfora blindajes por su densidad extrema.
Usos de sus compuestos
El UF₆ gaseoso permite separar isótopos en centrifugadoras; el UO₂ sinterizado resiste 2.800 °C dentro de la vaina. El MOX recicla plutonio y el uranilo marca dataciones y trazadores.
Salud, seguridad y medio ambiente
Papel biológico
No tiene función biológica y es nefrotóxico: el uranilo soluble daña el túbulo renal y se fija en hueso. La inhalación de polvo insoluble irradia el pulmón con alfas durante años.
Seguridad
Se manipula con control de polvo, ventilación y monitores alfa en minería, enriquecimiento y fabricación. El UF₆ es además corrosivo y libera HF con la humedad. No existe en productos de consumo.
Medio ambiente
La minería deja balsas y estériles con radio y radón que deben confinarse; el combustible gastado se refrigera en piscinas y contenedores. A cambio, cada kilo fisionado evita 2.500 toneladas de CO₂ del carbón.
Preguntas frecuentes sobre el Uranio
¿Para qué se utiliza el uranio en las centrales nucleares?
El uranio es el combustible principal de la mayoría de centrales nucleares. El isótopo uranio-235 se enriquece hasta concentraciones adecuadas y, al fisionarse bajo control, libera calor. Ese calor genera vapor, que mueve turbinas y produce electricidad sin emisiones directas de dióxido de carbono durante la operación. La reacción se regula mediante materiales que absorben neutrones, como las barras de control.
¿Es peligroso el uranio?
El uranio es un metal tóxico y radiactivo. Su riesgo externo suele ser limitado porque emite principalmente radiación alfa, poco penetrante, pero la inhalación o ingestión de polvo o compuestos solubles puede dañar los riñones y aumentar riesgos radiológicos. El peligro depende de la forma química, la solubilidad, la cantidad y la vía de exposición. Por ello, su minería, enriquecimiento y manejo industrial están sujetos a estrictos controles.
¿Por qué el uranio-235 es tan importante?
El uranio-235 es el único isótopo natural que puede mantener una reacción de fisión en cadena. Al absorber un neutrón, su núcleo se divide y libera energía, más neutrones y productos de fisión. Esos neutrones pueden provocar nuevas fisiones, generando una reacción controlada en un reactor o una explosión si no se regula. Esta propiedad explica su papel central en la energía nuclear y en aplicaciones militares.
¿Se puede reciclar el uranio de combustible gastado?
Sí. El combustible gastado todavía contiene uranio y plutonio que pueden recuperarse mediante reprocesamiento químico, como el proceso PUREX. El uranio recuperado puede reutilizarse, y el plutonio puede combinarse con uranio para fabricar combustible MOX. Sin embargo, el reprocesamiento es complejo, costoso y está sujeto a regulación estricta por su relación con materiales fisionables y residuos radiactivos de alta actividad.
¿Qué es el uranio empobrecido y para qué se usa?
El uranio empobrecido es un subproducto del enriquecimiento del uranio: contiene principalmente uranio-238 y menos uranio-235 que el uranio natural. Su alta densidad lo hace útil como contrapeso en aeronaves, lastre en embarcaciones, blindaje y munición perforante. También puede emplearse en combustible MOX al mezclarse con plutonio. Su radiactividad externa es baja, pero puede ser tóxico químicamente si se inhala o ingiere en forma de polvo.
¿De dónde se obtiene el uranio?
El uranio se extrae de minerales como uraninita, también llamada pechblenda. Tras la minería, el mineral se procesa para obtener “yellowcake”, un concentrado de uranio que después se convierte y enriquece para producir combustible nuclear. El enriquecimiento aumenta la proporción de uranio-235 mediante centrifugación u otros métodos. El uranio también aparece en trazas en rocas, suelo y agua, aunque no en formas directamente aprovechables.
¿Qué diferencia hay entre uranio natural, enriquecido y empobrecido?
El uranio natural contiene aproximadamente un 99% de uranio-238 y menos del 1% de uranio-235. El uranio enriquecido tiene una proporción mayor de uranio-235 y se emplea como combustible en reactores. El uranio empobrecido es el residuo del enriquecimiento, con aún menos uranio-235 y una radiactividad menor. Las tres formas tienen la misma identidad química básica, pero difieren en composición isotópica, radiactividad y aplicaciones.
Principales fuentes consultadas: PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Última revisión: noviembre de 2026.