แต่ละองค์ประกอบทางเคมีที่นำเสนอในเปลือกโลก: บรรยากาศ เปลือกโลก และไฮโดรสเฟียร์ - สามารถเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนในการยืนยันความสำคัญพื้นฐานของหลักคำสอนของอะตอมและโมเลกุลและกฎธาตุ พวกเขาถูกคิดค้นโดยผู้ทรงคุณวุฒิแห่งวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ - นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย M.V. Lomonosov และ D.I. Mendeleev แลนทาไนด์และแอกทิไนด์เป็นสองตระกูลที่มีองค์ประกอบทางเคมี 14 ชนิดรวมถึงโลหะเอง - แลนทานัมและดอกไม้ทะเล คุณสมบัติของพวกเขา - ทั้งทางกายภาพและทางเคมี - เราจะพิจารณาในงานนี้ นอกจากนี้ เราจะกำหนดว่าตำแหน่งในตารางธาตุของไฮโดรเจน แลนทาไนด์ และแอคติไนด์นั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างของออร์บิทัลอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมอย่างไร
ประวัติศาสตร์การค้นพบ
ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 Yu.กาโดลินได้สารประกอบแรกจากกลุ่มของโลหะหายาก - อิตเทรียมออกไซด์ จนกระทั่งต้นศตวรรษที่ 20 ต้องขอบคุณการวิจัยของ H. Moseley ในวิชาเคมี มันจึงกลายเป็นที่รู้จักเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของโลหะกลุ่มหนึ่ง พวกมันอยู่ในตารางธาตุระหว่างแลนทานัมและแฮฟเนียม ธาตุเคมีอีกชนิดหนึ่ง - ดอกไม้ทะเล เช่น แลนทานัม ก่อให้เกิดกลุ่มธาตุเคมีกัมมันตภาพรังสี 14 ชนิดที่เรียกว่าแอกทิไนด์ การค้นพบของพวกเขาในด้านวิทยาศาสตร์เกิดขึ้นตั้งแต่ปี พ.ศ. 2422 ถึงกลางศตวรรษที่ 20 แลนทาไนด์และแอคติไนด์มีความคล้ายคลึงกันหลายประการทั้งในคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี นี้สามารถอธิบายได้โดยการจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอมของโลหะเหล่านี้ ซึ่งอยู่ที่ระดับพลังงาน กล่าวคือ สำหรับแลนทาไนด์ นี่คือระดับที่สี่ของระดับย่อยของ f และสำหรับแอกทิไนด์ ระดับที่ห้าของระดับย่อยของ f . ต่อไป เราจะพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมของโลหะข้างต้น
โครงสร้างขององค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงภายในในแง่ของหลักคำสอนของอะตอมและโมเลกุล
การค้นพบโครงสร้างของสารเคมีอย่างชาญฉลาดโดย M.V. Lomonosov เป็นพื้นฐานสำหรับการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม แบบจำลองโครงสร้างของอนุภาคมูลฐานขององค์ประกอบทางเคมีของรัทเธอร์ฟอร์ด การศึกษาของ M. Planck, F. Gund ทำให้นักวิทยาศาสตร์เคมีสามารถค้นหาคำอธิบายที่ถูกต้องสำหรับกฎที่มีอยู่ของการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะในคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่แสดงถึงแลนทาไนด์และแอคติไนด์ เป็นไปไม่ได้ที่จะเพิกเฉยต่อบทบาทที่สำคัญที่สุดของกฎธาตุของ D. I. Mendeleev ในการศึกษาโครงสร้างของอะตอมขององค์ประกอบการเปลี่ยนแปลง มาพูดถึงประเด็นนี้กันดีกว่า
ตำแหน่งขององค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงภายในในระบบเป็นระยะของ D.I.Mendeleev
ในกลุ่มที่สามของช่วงที่หก - ระยะเวลานานขึ้น - สำหรับแลนทานัมเป็นตระกูลของโลหะตั้งแต่ซีเรียมไปจนถึงลูทีเซียม ในอะตอมแลนทานัม 4f-sublevel ว่างเปล่า และในลูทีเซียมจะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน 14 ตัว องค์ประกอบที่อยู่ระหว่างพวกเขาจะมีการเติม f-orbitals ทีละน้อย ในตระกูลแอคติไนด์ - จากทอเรียมถึงลอเรนเทียม - หลักการเดียวกันของการสะสมของอนุภาคที่มีประจุลบนั้นมีข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียว: การเติมอิเล็กตรอนเกิดขึ้นที่ระดับย่อย 5f โครงสร้างของระดับพลังงานภายนอกและจำนวนของอนุภาคลบบนมัน (เท่ากับสอง) จะเหมือนกันสำหรับโลหะทั้งหมดข้างต้น ข้อเท็จจริงนี้ตอบคำถามว่าทำไมแลนทาไนด์และแอคติไนด์ที่เรียกว่าองค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงภายในจึงมีความคล้ายคลึงกันหลายประการ
ในบางแหล่งของวรรณคดีเคมีตัวแทนของทั้งสองตระกูลรวมกันเป็นกลุ่มย่อยด้านที่สอง ประกอบด้วยโลหะสองชนิดจากแต่ละตระกูล ในรูปแบบสั้นของระบบธาตุเคมีของ D.I. Mendeleev ตัวแทนของตระกูลเหล่านี้จะถูกแยกออกจากตัวโต๊ะและจัดเรียงเป็นแถวแยกกัน ดังนั้นตำแหน่งของแลนทาไนด์และแอคติไนด์ในระบบคาบจึงสอดคล้องกับแผนทั่วไปของโครงสร้างของอะตอมและความเป็นคาบของการเติมอิเล็กตรอนระดับภายใน และการปรากฏตัวของสถานะออกซิเดชันเดียวกันทำให้เกิดการรวมโลหะทรานซิชันภายในเข้าด้วยกัน กลุ่ม ในนั้นองค์ประกอบทางเคมีมีสัญญาณและคุณสมบัติเทียบเท่าแลนทานัมหรือดอกไม้ทะเล นั่นคือเหตุผลที่ lanthanides และ actinides จะถูกลบออกจากตารางองค์ประกอบทางเคมี
การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของ f-sublevel ส่งผลต่อคุณสมบัติของโลหะอย่างไร
อย่างที่บอกไปก่อนหน้านี้ว่าตำแหน่งของแลนทาไนด์และแอคติไนด์ในตารางธาตุเป็นตัวกำหนดลักษณะทางกายภาพและทางเคมีของพวกมันโดยตรง ดังนั้นไอออนของซีเรียม แกโดลิเนียม และองค์ประกอบอื่นๆ ของตระกูลแลนทาไนด์จึงมีโมเมนต์แม่เหล็กสูง ซึ่งสัมพันธ์กับลักษณะโครงสร้างของระดับย่อย f ทำให้สามารถใช้โลหะเป็นสารเจือปนเพื่อให้ได้เซมิคอนดักเตอร์ที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก ซัลไฟด์ขององค์ประกอบของตระกูลแอกทิเนียม (เช่น protactinium sulfide, ทอเรียม) ในโมเลกุลของพวกมันมีพันธะเคมีแบบผสม: ไอออนิก-โควาเลนต์ หรือ โควาเลนต์-เมทัลลิก ลักษณะโครงสร้างนี้นำไปสู่การเกิดขึ้นของคุณสมบัติทางเคมีกายภาพใหม่และทำหน้าที่เป็นคำตอบสำหรับคำถามที่ว่าทำไมแลนทาไนด์และแอคติไนด์จึงมีคุณสมบัติการเรืองแสง ตัวอย่างเช่น ตัวอย่างสีเงินของดอกไม้ทะเลที่เรืองแสงเป็นสีน้ำเงินในความมืด สิ่งนี้อธิบายได้จากการกระทำของไอออนโลหะของกระแสไฟฟ้า โฟตอนของแสง ภายใต้อิทธิพลของการกระตุ้นของอะตอม และอิเล็กตรอนในพวกมัน "กระโดด" ไปที่ระดับพลังงานที่สูงขึ้นแล้วกลับสู่วงโคจรที่อยู่กับที่ ด้วยเหตุนี้เองที่แลนทาไนด์และแอคติไนด์จึงเป็นสารเรืองแสง
ผลที่ตามมาของการลดรัศมีไอออนของอะตอม
แลนทานัมและดอกไม้ทะเลเช่นองค์ประกอบจากพวกเขาครอบครัวมีค่าลดลงแบบโมโนโทนิกของรัศมีของไอออนโลหะ ในวิชาเคมี ในกรณีเช่นนี้ เป็นเรื่องปกติที่จะพูดถึงการบีบอัดแลนทานอยด์และแอกทินอยด์ ในวิชาเคมี มีการสร้างความสม่ำเสมอดังต่อไปนี้: เมื่อประจุของนิวเคลียสของอะตอมเพิ่มขึ้น หากองค์ประกอบอยู่ในช่วงเวลาเดียวกัน รัศมีของธาตุจะลดลง สามารถอธิบายได้ดังนี้: ในโลหะ เช่น ซีเรียม พราซีโอดิเมียม นีโอไดเมียม จำนวนระดับพลังงานในอะตอมจะคงที่และเท่ากับหก อย่างไรก็ตาม ประจุของนิวเคลียสตามลำดับเพิ่มขึ้นทีละหนึ่ง และเท่ากับ +58, +59, +60 ซึ่งหมายความว่าแรงดึงดูดของอิเล็กตรอนของเปลือกชั้นในไปยังนิวเคลียสที่มีประจุบวกเพิ่มขึ้น เป็นผลให้รัศมีของอะตอมลดลง ในสารประกอบไอออนิกของโลหะ เมื่อหมายเลขซีเรียลเพิ่มขึ้น รัศมีไอออนิกก็ลดลงเช่นกัน การเปลี่ยนแปลงที่คล้ายคลึงกันนั้นพบได้ในองค์ประกอบของตระกูลดอกไม้ทะเล นี่คือเหตุผลที่เรียกว่า lanthanides และ actinides แฝด การลดลงของรัศมีไอออน ประการแรก ทำให้คุณสมบัติพื้นฐานของไฮดรอกไซด์ Ce (OH) ลดลง3, ปร (OH)3และฐานของลูทีเซียมก็มีคุณสมบัติแอมโฟเทอริกอยู่แล้ว
การบรรจุนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ไม่คาดคิด4f-sublevel ที่มีอิเล็กตรอน unpaired ถึงครึ่งหนึ่งของ orbitals ของอะตอม europium รัศมีอะตอมของเขาไม่ลดลง แต่กลับเพิ่มขึ้น ตัวถัดไปในชุดของแกโดลิเนียม แลนทาไนด์ที่ระดับย่อย 5d มีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวของระดับย่อย 4f ซึ่งคล้ายกับ Eu โครงสร้างนี้ทำให้รัศมีของอะตอมแกโดลิเนียมลดลงอย่างกะทันหัน พบปรากฏการณ์ที่คล้ายกันในคู่อิตเทอร์เบียม-ลูทีเซียม ในองค์ประกอบแรกรัศมีอะตอมมีขนาดใหญ่เนื่องจากการเติมที่สมบูรณ์ของระดับย่อย 4f ในขณะที่ลูเทเทียมจะลดลงอย่างกะทันหันเนื่องจากการปรากฏของอิเล็กตรอนที่ระดับย่อย 5d ในแอกทิเนียมและธาตุกัมมันตภาพรังสีอื่นๆ ของตระกูลนี้ รัศมีของอะตอมและไอออนของพวกมันจะไม่เปลี่ยนแปลงแบบโมโนโทน แต่อย่างในกรณีของแลนทาไนด์ ดังนั้นแลนทาไนด์และแอคติไนด์จึงเป็นองค์ประกอบที่คุณสมบัติของสารประกอบนั้นสัมพันธ์กันขึ้นอยู่กับรัศมีไอออนิกและโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม
สถานะวาเลนซ์
แลนทาไนด์และแอกทิไนด์เป็นธาตุที่ลักษณะค่อนข้างคล้ายกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับสถานะออกซิเดชันในไอออนและความจุของอะตอม ตัวอย่างเช่น ทอเรียมและโพรแทกทิเนียมซึ่งมีความจุเท่ากับสามใน Th (OH)3, PaCl3, ThF3, ปะ2(CO3)3. สารเหล่านี้ทั้งหมดไม่ละลายน้ำและมีคุณสมบัติทางเคมีเช่นเดียวกับโลหะจากตระกูลแลนทานัม ได้แก่ ซีเรียม พราซีโอไดเมียม นีโอไดเมียม ฯลฯ แลนทาไนด์ในสารประกอบเหล่านี้จะมีไตรวาเลนท์ด้วย ตัวอย่างเหล่านี้พิสูจน์ให้เราเห็นอีกครั้งถึงความถูกต้องของข้อความที่ว่าแลนทาไนด์และแอคติไนด์เป็นฝาแฝด พวกมันมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่คล้ายคลึงกัน สิ่งนี้สามารถอธิบายได้เบื้องต้นโดยโครงสร้างของอิเล็กตรอนออร์บิทัลในอะตอมของทั้งสองตระกูลขององค์ประกอบทรานซิชันภายใน
คุณสมบัติของโลหะ
ตัวแทนทั้งหมดของทั้งสองกลุ่มเป็นโลหะที่ 4f-, 5f- และ d-sublevels เสร็จสมบูรณ์ แลนทานัมและธาตุในตระกูลเรียกว่าธาตุหายาก ลักษณะทางกายภาพและทางเคมีของพวกมันใกล้เคียงกันมากจนแยกจากกันได้ยากในสภาพห้องปฏิบัติการ แสดงสถานะออกซิเดชัน +3 บ่อยที่สุด องค์ประกอบของชุดแลนทานัมมีความคล้ายคลึงกันหลายประการกับโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท (แบเรียม แคลเซียม สตรอนเทียม) แอคติไนด์ยังเป็นโลหะที่มีฤทธิ์รุนแรงและมีกัมมันตภาพรังสีอีกด้วย
ลักษณะโครงสร้างของแลนทาไนด์และแอกทิไนด์ยังเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติเช่น pyrophoricity ในสถานะที่กระจัดกระจายอย่างประณีต นอกจากนี้ยังพบว่าขนาดของโลหะขัดแตะคริสตัลที่อยู่ตรงกลางใบหน้ายังลดลงอีกด้วย เราเสริมว่าองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดของทั้งสองตระกูลเป็นโลหะที่มีเงาสีเงิน ซึ่งจะมืดลงอย่างรวดเร็วในอากาศเนื่องจากมีปฏิกิริยาสูง พวกเขาถูกปกคลุมด้วยฟิล์มของออกไซด์ที่เกี่ยวข้องซึ่งป้องกันการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม องค์ประกอบทั้งหมดทนไฟได้เพียงพอ ยกเว้นเนปทูเนียมและพลูโทเนียมซึ่งมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า 1,000 ° C
ปฏิกิริยาเคมีทั่วไป
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ แลนทาไนด์และแอกทิไนด์เป็นโลหะที่เกิดปฏิกิริยา ดังนั้นแลนทานัมซีเรียมและองค์ประกอบอื่น ๆ ของครอบครัวจึงถูกรวมเข้ากับสารง่าย ๆ เช่นฮาโลเจนรวมถึงฟอสฟอรัสคาร์บอน แลนทาไนด์ยังสามารถโต้ตอบกับทั้งคาร์บอนมอนอกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ พวกมันยังสามารถย่อยสลายน้ำได้ นอกจากเกลือธรรมดาเช่นSeCl3 หรือ PrF3พวกมันก่อตัวเป็นเกลือสองเท่าในเคมีวิเคราะห์ สถานที่สำคัญคือปฏิกิริยาของโลหะแลนทาไนด์กับกรดอะมิโนอะซิติกและกรดซิตริก สารประกอบเชิงซ้อนที่เกิดขึ้นจากกระบวนการดังกล่าวจะใช้ในการแยกส่วนผสมของแลนทาไนด์ออก ตัวอย่างเช่น ในแร่
เมื่อทำปฏิกิริยากับไนเตรต คลอไรด์ และกรดซัลเฟต โลหะสร้างเกลือที่สอดคล้องกัน พวกมันสามารถละลายได้ดีในน้ำและสามารถสร้างผลึกไฮเดรตได้ง่าย ควรสังเกตว่าสารละลายของเกลือแลนทาไนด์ในน้ำมีสีซึ่งอธิบายได้จากการปรากฏตัวของไอออนที่เกี่ยวข้อง สารละลายของเกลือของซาแมเรียมหรือพราซีโอดิเมียมคือสีเขียว นีโอดิเมียม - ม่วงแดง โพรมีเธียม และยูโรเพียม - ชมพู เนื่องจากไอออนที่มีสถานะออกซิเดชันเท่ากับ +3 มีสี จึงใช้ในเคมีวิเคราะห์เพื่อระบุไอออนของโลหะแลนทาไนด์ (เรียกว่าปฏิกิริยาเชิงคุณภาพ) เพื่อจุดประสงค์เดียวกัน วิธีการวิเคราะห์ทางเคมี เช่น การตกผลึกแบบเศษส่วนและโครมาโตกราฟีการแลกเปลี่ยนไอออนก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน
ในแอคติไนด์สามารถแยกแยะองค์ประกอบสองกลุ่มได้เหล่านี้คือเบอร์คีเลียม, เฟอร์เมียม, เมนเดเลเวียม, โนบีเลียม, ลอเรนเทียมและยูเรเนียม, เนปทูเนียม, พลูโทเนียม, โอเมอเรเชียม คุณสมบัติทางเคมีของอดีตมีความคล้ายคลึงกับแลนทานัมและโลหะในตระกูล องค์ประกอบของกลุ่มที่สองมีลักษณะทางเคมีที่คล้ายคลึงกันมาก (เกือบจะเหมือนกัน) แอคติไนด์ทั้งหมดทำปฏิกิริยากับอโลหะอย่างรวดเร็ว: กำมะถัน ไนโตรเจน คาร์บอน พวกมันก่อตัวเป็นสารประกอบที่ซับซ้อนซึ่งมีตำนานที่ประกอบด้วยออกซิเจน อย่างที่คุณเห็น โลหะของทั้งสองตระกูลมีความใกล้เคียงกันในพฤติกรรมทางเคมี นี่คือสาเหตุที่แลนทาไนด์และแอคติไนด์มักถูกเรียกว่าโลหะคู่
ตำแหน่งในระบบธาตุไฮโดรเจน แลนทาไนด์ แอคติไนด์
จำเป็นต้องคำนึงถึงความจริงที่ว่าไฮโดรเจนคือสารที่ค่อนข้างมีปฏิกิริยา มันแสดงออกขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของปฏิกิริยาเคมี: ทั้งตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดซ์ นั่นคือเหตุผลที่ไฮโดรเจนในตารางธาตุตั้งอยู่พร้อมกันในกลุ่มย่อยหลักของสองกลุ่มพร้อมกัน
ในขั้นแรก ไฮโดรเจนจะทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ เช่นและโลหะอัลคาไลอยู่ที่นี่ ตำแหน่งของไฮโดรเจนในกลุ่มที่ 7 พร้อมกับองค์ประกอบฮาโลเจนบ่งบอกถึงความสามารถในการลด ในช่วงที่หกดังที่ได้กล่าวไปแล้วตระกูลแลนทาไนด์ตั้งอยู่ในแถวที่แยกจากกันเพื่อความสะดวกและความกะทัดรัดของโต๊ะ ช่วงที่เจ็ดประกอบด้วยกลุ่มของธาตุกัมมันตภาพรังสีที่มีลักษณะคล้ายกับดอกไม้ทะเล Actinides ตั้งอยู่นอกตารางองค์ประกอบทางเคมีของ D.I. Mendeleev ใต้แถวของตระกูลแลนทานัม องค์ประกอบเหล่านี้ได้รับการศึกษาน้อยที่สุด เนื่องจากนิวเคลียสของอะตอมนั้นไม่เสถียรมากเนื่องจากกัมมันตภาพรังสี โปรดจำไว้ว่าแลนทาไนด์และแอคติไนด์เป็นองค์ประกอบการนำส่งภายใน และลักษณะทางเคมีกายภาพของพวกมันอยู่ใกล้กันมาก
วิธีการทั่วไปในการรับโลหะในอุตสาหกรรม
ยกเว้นทอเรียม โพรแทคทิเนียม และยูเรเนียมซึ่งขุดได้โดยตรงจากแร่ ส่วนที่เหลือของแอคติไนด์สามารถรับได้จากการฉายรังสีตัวอย่างโลหะยูเรเนียมด้วยฟลักซ์นิวตรอนที่เคลื่อนที่เร็ว ในระดับอุตสาหกรรม เนปทูเนียมและพลูโทเนียมถูกสกัดจากเชื้อเพลิงใช้แล้วของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ โปรดทราบว่าการเตรียมแอคติไนด์เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างซับซ้อนและมีราคาแพง วิธีการหลัก ได้แก่ การแลกเปลี่ยนไอออนและการสกัดแบบหลายขั้นตอน แลนทาไนด์เรียกว่าธาตุหายาก ผลิตโดยอิเล็กโทรไลซิสของคลอไรด์หรือฟลูออไรด์ ในการสกัดแลนทาไนด์บริสุทธิ์พิเศษ พวกเขาใช้วิธีความร้อนโลหะ
องค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงภายในใช้ที่ไหน
สเปกตรัมของการใช้โลหะที่เราศึกษากว้างพอ สำหรับตระกูลดอกไม้ทะเล อย่างแรกเลยคืออาวุธนิวเคลียร์และพลังงาน แอคติไนด์มีความสำคัญอย่างยิ่งในด้านการแพทย์ การส่องกล้องตรวจความผิดปกติ และการวิเคราะห์การกระตุ้น การใช้แลนทาไนด์และแอกทิไนด์เป็นแหล่งจับนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ไม่สามารถละเลยได้ แลนทาไนด์ใช้เป็นสารเจือปนในโลหะผสมสำหรับเหล็กหล่อและเหล็กกล้า เช่นเดียวกับในการผลิตสารเรืองแสง
แพร่กระจายในธรรมชาติ
มักเรียกว่าแอกทิไนด์และแลนทาไนด์ออกไซด์เซอร์โคเนียม, ทอเรียม, อิตเทรียมเอิร์ ธ พวกเขาเป็นแหล่งหลักในการรับโลหะที่เกี่ยวข้อง ยูเรเนียมเป็นตัวแทนหลักของแอคติไนด์ที่พบในชั้นนอกของเปลือกโลกในรูปของแร่หรือแร่ธาตุสี่ประเภท อย่างแรกเลยก็คือ uranium tar ซึ่งเป็นยูเรเนียมไดออกไซด์ มีปริมาณโลหะสูงสุด บ่อยครั้ง ยูเรเนียมไดออกไซด์จะมาพร้อมกับการสะสมของเรเดียม (เส้นเลือด) พบในแคนาดา ฝรั่งเศส ซาอีร์ สารประกอบเชิงซ้อนของแร่ทอเรียมและยูเรเนียมมักจะมีแร่โลหะมีค่าอื่นๆ เช่น ทองคำหรือเงิน
รัสเซียอุดมไปด้วยวัตถุดิบสำรองดังกล่าวแอฟริกาใต้ แคนาดา และออสเตรเลีย หินตะกอนบางชนิดมีแร่คาร์โนไทต์ นอกจากยูเรเนียมแล้ว ยังมีวาเนเดียมอีกด้วย วัตถุดิบยูเรเนียมชนิดที่สี่คือแร่ฟอสเฟตและชั้นหินเหล็กยูเรเนียม ทุนสำรองของพวกเขาตั้งอยู่ในโมร็อกโก สวีเดน และสหรัฐอเมริกา ในปัจจุบัน การสะสมของลิกไนต์และถ่านหินที่มีสิ่งเจือปนของยูเรเนียมก็ถือว่ามีแนวโน้มดีเช่นกัน พวกเขาขุดในสเปน สาธารณรัฐเช็ก และในสองรัฐของอเมริกา - นอร์ทดาโคตาและเซาท์ดาโคตา
