Pentafluorure d'uranium
# Pentafluorure d'uranium

Le pentafluorure d'uranium, ou fluorure d'uranium(V), est un composé chimique de formule $UF_5.$ Il se présente sous la forme d'un solide jaune pâle cristallisé dans le système tétragonal selon le groupe d'espace I42d $(n^o$ 122) avec comme paramètres cristallins a = 1 150 pm et c = 519,8 pm. Ce polymorphe, dit β, est stable aux températures inférieures à 130 °C, température à laquelle survient une transition de phase vers le polymorphe α, également tétragonal mais de groupe d'espace I4/m $(n^o$ 87) et de paramètres cristallins a = 651,2 pm et c = 446,3 pm.

## Production

Le pentafluorure d'uranium peut être obtenu en faisant réagir du pentachlorure d'uranium $UCl_5$ ou de l'hexachlorure d'uranium (en) $UCl_6$ avec du fluorure d'hydrogène HF anhydre :

    $UCl_5$ + 5 HF ⟶ $UF_5$ + 5 HCl ;
    2 $UCl_6$ (en) + 10 HF ⟶ 2 $UF_5$ + 10 HCl + $Cl_2.$

D'autres réactions sont possibles, comme la médiamutation du tétrafluorure d'uranium $UF_4$ et de l'hexafluorure d'uranium $UF_6$ ou la fluoration directe du tétrafluorure au fluor $F_2$ :

    $UF_4$ + $UF_6$ ⟶ 2 $UF_5$ ;
    2 $UF_4$ + $F_2$ ⟶ 2 $UF_5.$

La réduction de l'hexafluorure par le monoxyde de carbone CO à haute température avec libération de fluorure de carbonyle $COF_2$ est également possible :

    2 $UF_6$ + CO ⟶ 2 $UF_5$ + $COF_2.$

Il est également possible de réduire l'hexafluorure d'uranium en pentafluorure sous l'action de bromure d'hydrogène HBr ou de dioxyde de soufre $SO_2$ à 160 °C.

## Propriétés et applications

Le pentafluorure d'uranium peut être sublimé au-dessus de 500 °C, avec dismutation commençant à 150 °C. Il forme des cristaux bleu pâle et fond sous pression $d'UF_6$ à 348 °C. La substance se compose d'unités $UF_5$ et forme des chaînes linéaires à l'aide de ponts fluor. Le monomère a une géométrie fluctuante entre $D_{3h}$ et $C_{4v}.$

Le pentafluorure d'uranium étant associé à l'hexafluorure $UF_6,$ il intervient dans l'enrichissement de l'uranium en isotope fissile $^{235}U$ par séparation isotopique par laser sur vapeur atomique, procédé dans lequel une molécule de $^{235}UF_6$ est excitée sélectivement par un premier laser accordé pour permettre à un second laser de séparer un atome de fluor en formant le pentafluorure $^{235}UF_5,$ qui précipite et peut donc facilement être filtré hors du gaz ; le $^{238}UF_6$ n'est pas clivé et reste donc dans le gaz, ce qui permet d'en extraire sélectivement l'uranium 235 en y laissant l'uranium 238. Ce procédé conceptuellement élégant s'avère cependant assez difficile à mettre en œuvre à l'échelle industrielle.

