كم عدد الإلكترونات الموجودة في أغلفة التكافؤ في عنصر اليورانيوم ؟
يورانيوم
اليورانيوم هو عنصر كيميائي يرمز له بحرف U وعدده الذري هو 92. وهو فلز لونه أبيض يميل إلى الفضي يقع ضمن سلسلة الأكتينيدات في الجدول الدوري. تبدو القطعة الصافية منه قريبة من معدن الفضة أو الفولاذ ولكنها ثقيلة جداً نسبة إلى حجمها. تحوي ذرة اليورانيوم 92 بروتون و92 إلكترون، منها 6 إلكترونات تقع في أغلفة التكافؤ. يعتبر اليورانيوم عنصرًا متحللاً ذو نشاط إشعاعي واهن؛ وذلك لأن كل نظائره غير مستقرة في الطبيعة (تتراوح فترة عمر النصف لنظائر اليورانيوم الطبيعية الستة بين 69 سنة و4.5 مليار سنة، بدءًا من يورانيوم-233 وحتى يورانيوم-238). أكثر نظائر اليورانيوم شيوعًا هو يورانيوم-238 (الذي يحوي 146 نيوترون ويمثل ما يقرب من 99.3٪ من اليورانيوم المتواجد في الطبيعة) ويورانيوم-235 (الذي يحوي 143 نيوترونًا، وهو يمثل 0.7٪ وهى النسبة المتبقية من العنصر الطبيعي). يحتل اليورانيوم المركز الثاني بعد البلوتونيوم في العناصر ذات الكتلة الذرية الأعلى (أو الأثقل وزنًا) والتي تواجدت في الطبيعة بصورة ابتدائية. وتبلغ كثافة اليورانيوم نحو 19.1 جرام/سنتيمتر مكعب في درجة حرارة الغرفة، أي أن 1 متر مكعب من اليورانيوم يزن نحو 19.1 طنا، وهو بذلك أعلى كثافة من الرصاص بحوالي 70٪، ولكنه أقل بقليل من الذهب أو التنغستن. يتواجد اليورانيوم طبيعيًا تكون بتركيزات منخفضة في التراب والصخور والماء تصل لبضعة أجزاء لكل مليون، ويتم استخلاصه تجاريًا من المعادن الحاوية له مثل اليورانينيت.
نظائر اليورانيوم
اليورانيوم (U) هو عنصر مشع طبيعي ليس له نظير مستقر، ولكن لديه نويدتين ابتدائيتين وهما اليورانيوم-238 واليورانيوم-235 لهما عمر النصف طويل وهها موجودتين بكميات كبيرة في قشرة الأرض، جنبا إلى جنب مع اليورانيوم-234. الوزن الذري القياسي لليورانيوم الطبيعي هو . وقد تم إنتاج نظائر أخرى مثل اليورانيوم-232 في مفاعل استنسال سريع.
توزيع إلكتروني
المستوى الفرعي "d" النصف ممتليء أو الممتليء (أي به 5 أو 10 إلكترونات) يكون أكثر ثباتا من المستوى الفرعي "s" التالي له. فمثلا النحاس (عدد ذري 29) له التوزيع [Ar]formula_10, وليس [Ar]formula_11، كما قد يتوقع طبقا لقاعدة أوف باو. وبالمثل الكروم (عدد ذري 24) له التوزيع [Ar]formula_12, وليس [Ar]formula_13.
منشآت نووية في إيران
مفاعل لتخصيب اليورانيوم مساحته 100 ألف كم مربع أنشئ تحت الأرض ب8 أمتار ومحمي بجدار سمكه 2.5 متر يحميه جدار آخر خرساني. في 2004 دعم سقفه بالسمنت المسلح وتغطى ب22 مترا من الأرض. كشف عن وجوده وعن موقع آخر في أراك المعارض علي رضا جعفر زاده في 2002. والمركز خاضع لرقابة مفتشي الوكالة الدولية للطاقة الذرية. زار المدير العام للوكالة الدولية للطاقة الذرية محمد البرادعي زيارة تفتيشية للموقع في فبراير 2003 في أول زيارة تمثل الأمم المتحدة، وذكر أن 160 جهاز طرد مركزي اكتملت وأن ألفا قيد التنفيذ في الموقع. بموجب اتفاق الحماية الإيراني (1974) فإن إيران غير ملزمة بالإبلاغ عن وجود الموقع إذا كان قيد التنفيذ. هناك الآن حوالي 7000 جهاز طرد مركزي منصبة في نطنز منها 500تنتج اليورانيوم منخفض التخصيب.
غلاف تكافؤ
غلاف التكافؤ أو حزمة التكافؤ هو الغلاف الأخير في الذرة، والذي يحتوى على الإلكترونات التي تساهم في أي تفاعل تدخل فيه الذرة، والتفاعلات التي تحدث بين الروابط بين الذرات. تسمى الإلكترونات التي توجد في غلاف التكافؤ بإلكترونات التكافؤ. وقد كان الكيميائي جيلبرت نيوتن لويس هو أول من حاول تطوير النظرية التي تفسر مشاركة إلكترونات غلاف التكافؤ في الروابط الكيميائية. وقد قام لينوس باولينج بتعميم وتمديد النظرية بعد ظهور ميكانيكا الكم.
ولاكن 
تميل الغازات النبيلة لأن يكون بها 8 إلكترونات في الغلاف الخارجي (فيما عدا الهيليوم، والذي يملأ غلافه الخارجى 2 إلكترون). وهذا يتماشى مع نظرية الثمانيات (تسمى أيضا ثمانيات نيولاندز) والتي يمكن أن تطبق على عناصر الدورة الثالثة والرابعة. ومن منطلق المدارات الذرية فإن الإلكترونات الثمانية الموجودة في غلاف التكافؤ موزعة في كلآتى 2 في المدار s، و2 في كل من مدارات p الثلاثة.
معادلة نصف تجريبية للكتلة
ومن الوجهة الدقيقة فقد كان يحق اعتبار طاقة الارتباط لإلكترونات الذرة أيضا في ذلك التمثيل ، لأن كتلة الذرة تكون أقل قليلا بسبب طاقة ارتباط الإلكترونات فيها بالمقارنة بمجموع كتلة النواة و كتلة عدد "Z" من الإلكترونات . ولكن مقدار طاقة الارتباط بين الإلكترونات في الغلاف الذري والنواة (الموجبة الشحنة) تبلغ عدة آلاف إلكترون فولت فقط ، في حين أن طاقة الارتباط بين النوكليونات في النواة عدة ملايين إلكترون فولت. لذلك يمكن في هذا النموذج التقريبي اهمال مفعول الإلكترونات .
تتكون طاقة الارتباط الكلية للنواة الذرية من 5 أجزاء:
مفاعل كندو
فالغرض من التحكم في سير التفاعل التسلسلي هو المحافطة على سير التفاعل بمعدل محدد في حالة تسمي الحالة الحرجة. 
ويتكون اليورانيوم الطبيعي من مخلوط لعدة نظائر ويغلب فيه اليورانيوم-238 ونسبة صغيرة من اليورانيوم-235 تبلغ 7و0 % فقط. ينشطر اليورانيوم-238 بالنيوترونات السريعة ذات طاقة أكبر من 1 مليون إلكترون فولت MeV. ولا يمكن أن يستمر التفاعل مع اليورانيوم-238 حيث يمتص نيوترونات أكثر مما يصدره منها . ومن ناحية أخرى يمكن لليورانيوم-235 أن يجري تفاعل تسلسلي، ولكن نسبته في اليورانيوم الطبيعي قليلة فلا يمكن لليورانيوم الطبيعي القيام بتفاعل تسلسلي والوصول إلى الحالة الحرجة بمفرده.
نظائر الأرغون
للأرغون (Ar) أربعة وعشرون نظيراً معروفاً، تتراوح أعداد الكتلة لها بين 30 و 53، مع وجود متماكب نووي واحد وهو Ar. هنالك ثلاثة نظائر مستقرة للأرغون وهي أرغون-36 Ar و أرغون-38 Ar و أرغون-40 Ar، مع العلم أن الأخير Ar يشكل 99.6% من عنصر الأرغون في الطبيعة.
نظائر الليثيوم
يحوي النظير Li ليثيوم-6 ثلاثة بروتونات وثلاثة نيوترونات، بالإضافة إلى ثلاثة إلكترونات في الغلاف الخارجي للذرة، نتيجة لذلك فإن ليثيوم-6 يتصرف كفرميون عند حدوث التأثيرات المتبادلة مع الجسيمات الأخرى بالتالي فإن اللف المغزلي لا يكون عبارة عن كسر (½) إنما عدد صحيح كبوزون.
قاعدة الغاز النبيل
معظم الغازات النبيلة تمتلك غلافا به 8 إلكترونات تكافؤ. هذا ما عدا الهيليوم حيث أن له إلكترونين فقط . وتكون الأغلفة الذرية الإلكترونية مستقرة في الغازات النبيلة ، مما يجعلها "غازات نبيلة" لا تتفاعل كيميائيا. وهذا هو السبب في ان الغازات النبيلة في ظروف قياسية من الضغط ودرجة الحرارة تتكوّن من ذرات منفردة وليست جزيئات. وبناءا على ذلك فقد قام العالمان "غيلبرت لويس" و "ألبرخت كوسيل" بصياغة قاعدة الغاز النبيل في عام 1916. وهذه القاعدة تقول:
غلاف تكافؤ
كما يبدو فإن الصوديوم إذا تخلص من الإلكترون الموجود في حزمة التكافؤ ستصبح مداراته كلها مكتملة أو فارغة، وعلى العكس منه الكلورين، فإذا حصل على إلكتروناً واحدً سيملأ حزمة التكافؤ ليصبح مداراً متكتملاً.
نموذج الغلاف النووي
وتشغل الفرميونات ومنها البروتون والنيوترون في أحد الأغلفة - مثلما في حالة الإلكترونات في الذرة - اثنان من النوكليونات في الغلاف بحيث يأخذ العزم المغزلي لأحدهما عكس العزم المغزلي للآخر. وهذا يعني بالنسبة إلى الغلاف 1s أن إثنين فقط من النوكليونات يمكنها شغله ، وأن وجد نوكليونا فإنه يشغل مستوي طاقة أعلى وهو الغلاف 1p. وبناء على ذلك نجد أن تشكيل النواة المتكونة من بروتونين ونيوترونين تكون مستقرة بصفة خاصة ، حيث أن كل من الغلاف 1s للبروتونات وللنيوترونات يكون مشغولا بالكامل. تلك هي حالة نواة الهيليوم-4 وهي أكثر الأنوية الذرية استقرارا (أشعة ألفا).
مفاعل ماء ثقيل مضغوط
فالغرض من التحكم في سير التفاعل التسلسلي هو المحافطة على سير التفاعل بمعدل محدد في حالة تسمي "الحالة الحرجة" للمفاعل. 
ويتكون اليورانيوم الطبيعي من مخلوط لعدة نظائر ويغلب فيه النظير يورانيوم-238 ونسبة صغيرة من اليورانيوم-235 تبلغ 7و0 % فقط. ينشطر اليورانيوم-238 بالنيوترونات السريعة ذات طاقة أكبر من 1 مليون إلكترون فولت MeV. ولا يمكن أن يستمر التفاعل مع اليورانيوم-238 حيث يمتص نيوترونات أكثر مما يصدره منها بالانشطار. ومن ناحية أخرى فإن اليورانيوم-235 هو الذي يُجري تفاعل تسلسلي، ولكن نسبته في اليورانيوم الطبيعي قليلة، فلا يمكن لليورانيوم الطبيعي القيام بتفاعل تسلسلي والوصول إلى الحالة الحرجة بمفرده.
انشطار نووي
كان إنريكو فيرمي أول من قام بتصويب النيوترونات على اليورانيوم عام 1934 ولكنه لم ينجح في تفسير النتائج. وقام العالم الكيميائي الألماني أوتو هان وزميلته ليز مايتنر وزميلهما فريتز شتراسمان بتلك الأبحاث وقاموا بتحليل المواد الناتجة عن التفاعل. وكانت مفاجأة لم يستطيعوا تفسيرها أولاً، إذ أنهم وجدوا عناصر جديدة تكونت من خلال التفاعل. وكان أن أعادوا التجربة باستخدام يورانيوم عالي النقاء، فكانت النتيجة هي ما وجدوه من قبل وتكوّن عنصر الباريوم. والعدد الذري للباريوم نصف العدد الذري لليورانيوم تقريباً. كان ذلك عام 1938 وبعدها بدأت الحرب العالمية الثانية واضطرت ليزا مايتنر إلى مغادرة ألمانيا نظراً لاضطهاد النازية لليهود. وسافرت ليزا إلى السويد حيث كان أحد أقربائها يعمل هناك وهو روبرت فريتش. وقصت عليه نتائج تجربة اليورانيوم.
اليورانيوم في مصر
يمكن تقسيم الخامات التي يمكن استخلاص اليورانيوم منها إلى قسمين رئيسيين. القسم الأول منها هو الخامات والمصادر التقليدية ويُقصد بها الخامات التي تعالج أساساً لاستخلاص عنصر اليورانيوم، وهذه الخامات تحتوي على واحد أو أكثر من معادن اليورانيوم الأولية كالبتشلند أو الثانوية كاليورانوفان ولاتقل نسبة اليورانيوم فيها عن 1000 جزء في المليون. أما القسم الثاني فهو الخامات أو المصادر غير التقليدية، ويُقصد بها الخامات التي تحتوي على نسبة ضعيفة من اليورانيوم والتي تُستخدم أساساً لإنتاج مواد أو عناصر أخرى غير اليورانيوم ولكن يمكن من خلال خطوات خاصة إنتاج اليورانيوم منها كمنتج ثانوي، وقد قامت الوكالة الدولية للطاقة الذرية ووكالة الطاقة النووية بتقسيم احتياطيات اليورانيوم إلى مراتب حسب درجة التأكد من تقدير كمياتها وهي:
أيون أحادي التكافؤ
أيون أحادي التكافؤ (بالإنجليزي:Monatomic ion)هو أيون يتكون من ذرة أو أكثر من عنصر واحد (خلافا للأيون متعدد الذرات ,الذي يتألف من أكثر من أيون لأكثر من عنصر) مثال على أيون احادي التكافؤ : كربونات الكالسيوم Ca ,وأيون متعدد الذرات CO.
عد الإلكترونات
مثال. في الدورة الثانية: بورون، كربون، نيتروجين، أوكسيجين، فلورين لديها 3، 4، 5، 6 و 7 إلكترونات تكافؤ على التعاقب.
غلاف تكافؤ
تحمل ذرة الصوديوم إحدى عشر إلكتروناً، اثنان في المدار 1 وثمانية في المدار 2 وواحداً في المدار 3، والأخير ذلك يمثل حزمة التكافؤ.
تحمل ذرة الكلورين سبعة عشر إلكتروناً، اثنان في المدار 1 وثمانية في المدار 2 وسبع في المدار الثالث الذي يسع ثمانية، وبالتالي تكون هذه الإلكترونات السبعة هي حزمة التكافؤ.
توزيع إلكتروني
ولوهلة فإن الغلاف "n=1" يمتلك تحت غلاف "s" فقط ويمكن له أن يأخذ 2 إلكترون، بينما الغلاف "n=2" له تحت غلاف "s" و"p" ويمكن أن يأخذ 8 إلكترونات (2 إلكترون في s و 6 ألكترونات في pفي)، والغلاف "n=3" له تحت غلاف "s" و"p" و"d" ويمكن أن يأخذ 18 إلكترون. وهكذا. ويلاحظ أن السعة النهائية لأى تحت-غلاف هي "2(2l+1)" ولغلاف formula_3.
نظير (كيمياء)
في الذرة المتعادلة، عدد الإلكترونات يساوى عدد البروتونات. وعلى هذا فإن النظائر المختلفة يكون لها نفس عدد الإلكترونات ونفس البنية الإلكترونية. ونظرا لأن تصرف الذرة كيميائيا يتم تحديده بالتركيب الإلكتروني، فإن النظائر تقريبا تسلك نفس السلوك الكيميائي. الاستثناء الأساسي أنه نظرا لوجود اختلاف في كتلتها، فإن النظائر الثقيلة تميل لأن تتفاعل بصورة أبطأ من النظائر الأخف لنفس العنصر.(تسمى هذه الظاهرة تأثير حركة النظائر).
تعددية (كيمياء)
ونظرا لأن الإلكترونات الزوجية لا تشارك في قيمة S (حيث أن عزميهما المغزليان متعاكسان) فيمكننا اخذ الإلكترونات المنفردة وحدها في الاعتبار . والعزم المغزلي للإلكترون مقداره formula_6 ، وبجمع العزوم الكمومية المغزلية للإلكترونات المنفردة في ذرة أو جزيء أو أيون نحصل على :نتصور عادة بالنسبة للزخم المغزلي للإلكترون أن الإلكترون يلف حول محوره ، ولكن هذا مجرد تصور ، والحقيقة هي أن الزخم المغزلي صفة من صفات الجسيمات ، وهي ثابتة لا تتغير . و في الفيزياء نقرن خاصية لغلأكترون هذه بالعدد الكمومي المغزلي formula_8. وتكون التعددية في نظام به إلكترون منفرد واحد formula_9 و بالتالي فهي حالة "زوجية".
يورانيوم
يستخدم اليورانيوم كمادة مُلَوِّنة في زجاج اليورانيوم لإنتاج أشكال تتنوع من الأحمر-البرتقالي إلى الأصفر. كما كان يستخدم في التلوين والتظليل في التصوير الفوتوغرافي المبكر. يعود فضل اكتشاف اليورانيوم في معدن "خَلْطَةُ القار" أو البيتشبلند الأسود اللامع في عام 1789 إلى الكيميائي الألماني مارتن كلابروث، والذي قام بتسمية العنصر الجديد "أورانوس" على غرار أورانوس الكوكب. أول من قام بعزل الفلز عن الخليط الُمركب هو الكيميائي الفرنسي أوجين-ملكيور بليجوت ويرجع اكتشاف خصائصه المشعة في العام 1896 إلى الفيزيائي الفرنسي هنري بيكريل. قادت الأبحاث التى بدأها الفزيائي إنريكو فيرمي وغيره، مثل الفزيائي روبرت أوبنهايمر في العام 1934 إلى استخدام اليورانيوم كوقود في صناعة الطاقة النووية وفي صناعة قنبلة ليتل بوي أو الولد الصغير؛ أول سلاح نووي يستخدم في الحرب العالمية الثانية. وتلا ذلك سباق تسلح نووي بين الولايات المتحدة والاتحاد السوفياتي خلال حقبة الحرب الباردة نتج عنه عشرات الآلاف من الأسلحة النووية التي استُخدِم فيها معدن اليورانيوم والبلوتونيوم-239 المشتق من اليورانيوم. يعد تأمين تلك الأسلحة وموادها الانشطارية في أعقاب تفكك الاتحاد السوفيتي في عام 1991 مصدرًا لقلق متواصل حول صحة وسلامة عامة الناس. انظر الانتشار النووي.
غلاف تكافؤ
الغلاف المفتوح هو غلاف التكافؤ غير الممتلئ إلكترونيا أي أن هناك نقصا في الإلكترونات به أو أنه لم يشارك بكامل إلكتروناته التكافؤية في تشكيل الروابط الكيميائية مع ذرات أو جزيئات أخرى
يورانيوم-236
النسبة تبقى أقل من 190 حتى عندما يتم تضمين منتجات الاضمحلال لكل منها. سلسلة اضمحلال U-238 إلى U-234 تؤدي في نهاية المطاف إلى الرصاص-206 الذي ينطوي على انبعاث ثمانية جسيمات من أشعة ألفا في وقت واحد (مئات أو الآلاف من السنين) الذي يعتبر قصيراً مقارنة مع عمر نصف اليورانيوم-238، حيث أن كل عينة من U-238 في توازن مع منتجاتها من الاضمحلال (كما هو الحال في اليورانيوم الخام الطبيعي) ستكون لها ثمانية أضعاف من نشاط ألفا لليورانيوم-238 وحده. حتى تنقية اليورانيوم الطبيعي حيث يتم إزالة منتجات ما بعد اليورانيوم، وسوف يحتوي على كمية التوازن مع U-234 وبالتالي يكون حوالي ضعف نشاط ألفا من U-238 النقي. سيزيد من التخصيب لزيادة محتوى U-235 من U-234 إلى درجة أكبر، وسيبقى نصف U-234 في الوقود المستهلك. من ناحية أخرى، U-236 يتحلل إلى ثوريوم-232 الذي لديه عمر النصف يبلغ إلى 14 مليار سنة، أي ما يعادل معدل اضمحلال فقط 31.4٪ وهي نسبة كبيرة كما هو الحال في U-238.
نظرية فسيبر
يعين عدد الإلكترونات المزدوجة في غلاف إلكترونات التكافؤ في الذرة المركزية عن طريق رسم هيكل لويس للجزيء ، ثم توسيعه بحيث يتضمن مجموعات الروابط الأخرى والإلكترونات المنفردة. 
تتعامل نظرية فسيبر مع رابطة ثنائية أو رابطة ثلاثية على انها رابطة جماعية منفردة . ويعرف عدد الذرات المترابطة مع الذرة المركزية وكذلك عدد الإلكترونات المنفردة المتكونة من إلكترونات تكافؤ غير مرتبطة بأنها عدد تجسيمي للذرة المركزية.
كلوريد الكادميوم
لمركب كلوريد الكادميوم بنية بلورية تتبع النظام البلوري الثلاثي، بحيث أن أيونات الكلوريد ترتص على بعضها البعض مشكلة طبقة من الأنيونات، في حين أن كاتيونات الكادميوم توجد في الفجوات ثمانية الوجوه بين الطبقات، أي أن كل يون كادميوم تحيط به ست أيونات كلور. وكل أيون كلور يشكل قمة هرم ثلاثي، قاعدته ثلاث ذرات من الكادميوم.
شبه موصل
ومن المواد التي تشكل أشباه الموصلات عناصر رباعية التكافؤ، أي أن لكل ذرة 4 إلكترونات تشترك في الروابط مع جيرانها من الذرات. ومن تلك المواد السيليكون النقي والجرمانيوم النقي. وجميع المواد شبه الموصلة تتسم بأن لها في المتوسط 4 إلكترونات تكافؤ. ومنها عناصر المجموعتين III وV. من النظام الدوري للعناصر، مثل سيلينيدالجاليوم GaAs وأنتيمونيد الإنديوم InSb كذلك عناصر المجموعتين II و VI من الجدول الدوري ، مثل سيلينيد الزنك ZnSe وكبريتيد الكادميوم CdS.
مخطط عبارات
يملأ الغلاف الأول s بإلكترونين معكوسي الزخم المغزلي . الإلكترون الثالث في ذرة الليثيوم يشغل المدار 2s . في البريليوم ذو 4 إلكترونات : يشغل الكترونان معكوسي المغزلية الغلاف 1s ، ويشغل الإلكترونان الآخران الغلاف 2s ويكونان معكوسي المغزلية . وتأتي بعد ذلك ذرة البورون (طبقا لتسلسل الجدول الدوري) وفيها خمسة إلكترونات : الأربعة إلكترونات الأولى تشغل المدارات كما في حالة البريليوم ، أما الإلكترون الخامس فيصعد إلى الغلاف 2p . يمكن أن يحوي الغلاف 2p عدد 6 إلكترونات حتي يكتمل . يحدث ذلك مع النيون (عدد ذري 10) ، ويكون كل اثنين من الإلكترونات معكوسي الزخم المغزلي في الغلاف 2p وهو غاز نبيل .
انتشار غازي
هناك نظيرين مشعّين لليورانيوم، U و U وهما متشابهان في كثير من الأمور باستثناء أن يورانيوم-235 عبارة عن مادة انشطارية، وهي المادة الوححيدة المتوفرة في الطبيعة ولها هذه الخواص. لكن اليورانيوم في الطبيعة يحوي فقط 0.72% وزناً من U، ويجب أن تصل نسبته إلى 2–5% ليصبح من الممكن استخدامه في التفاعل النووي المستمر اللازم للقنبلة النووية.
ثنائي أكسيد اليورانيوم
ثنائي أكسيد اليورانيوم (أو "أكسيد اليورانيوم الرباعي") هو مركب كيميائي من عنصري اليورانيوم والأكسجين، له الصيغة الكيميائية UO، ويكون على شكل مسحوق بلوري أسود اللون.
تفاعل تسلسلي
عندما يتفاعل النيوترون مع نواة اليورانيوم وعلى الأخص اليورانيوم-235 تنقسم النواة إلى قسمين متساويين تقريبا ً، مع انطلاق عدد 2 من النيوترونات . فيتفاعل هذان النيوترونان مع نواتي ذرتي يورانيوم-235 ، وينشأ عن ذلك التفاعل عدد 4 من النيوترونات ، التي تتفاعل بدورها مع اليورانيوم-235 وينتجوا عدد 8 من النيوترونات ، وهكذا يستمر التفاعل بين النيوترونات مع اليورانيوم بإنتاج 16 ثم 32 ثم 64 ،... من النيوترونات ، ولذلك سمي هذا التفاعل التفاعل المتسلسل .هذه هي فكرة القنبلة الذرية حيث يتم هذا التفاعل بسرعة هائلة في ظرف فترة زمنية أقل من الثانية الواحدة ، ويصحب ذلك انطلاق لطاقة هائلة على هيئة حرارة تقدر بملايين الدرجات كما يظهر جزء من تلك الطاقة على هيئة إشعاع ذري بالغ الشدة مميت للأحياء التي تـُصاب به .
يورانيوم منضب
نظرا لأن اليورانيوم المنضب واليورانيوم الطبيعي يحتويان على نظائر اليورانيوم الثلاثة نفسها، ولكن بنسب متفاوتة، لذلك فهناك تشابه في الصفات الكيميائية بين اليورانيوم المنضب واليورانيوم الطبيعي.
أيونات ثقيلة
بالإنجليزي : trans-uranic elements هي العناصر الكيميائية الواقعة بعد اليورانيوم في الجدول الدوري ذات أعداد ذرية أكبر من 92.
جرمانيوم
الجرمانيوم عنصر كيميائي شبه موصل رقمه الذري 32، رمزه الذري هو Ge، وهو شبه فلزي مظهره، صلب ذو لون أبيض رمادي مائل للخضرة مداره الأخير يحتوي على 4 إلكترونات . وكيميائيا مماثل لمجموعة الكربون أي لجيرانه مثل : القصدير والسليكون. هذا العنصر في الغالب لا يميل للاتحاد عند فقد الإلكترونات. وبذلك فهو عنصر نادر التواجد في الطبيعة.
نظائر اليورانيوم
يتكون اليورانيوم الطبيعي من ثلاثة نظائر رئيسية، يورانيوم-238 (99.2739–99.2752%) وفرة طبيعية، يورانيوم-235 (0.7198–0.7202%)، ويورانيوم-234 (0.0050–0.0059%). كل النظائر الثلاثة هي نشاط إشعاعي، مما ينشئ النظائر المشعة، حيث يكون اليورانيوم-238 هو المستقر والأكثر وفرة والذي له عمر النصف 4.4683 سنة (المقترب من عمر الأرض). اليورانيوم-238 هو باعث α، ويتحلل من خلال سلسلة اليورانيوم المكونة من 18 عضوا من الرصاص-206. سلسلة اضمحلال اليورانيوم-235 (التي تسمى تاريخيا اليورانيوم أكتينو) لديها 15 عضوا ينتهي بالرصاص-207. معدلات ثابتة من الاضمحلال في هذه السلسلة تجعل المقارنة بين نسب النظائر الأم والنظائر المتولدة مفيدة في عناصر التعارف الإشعاعي. اليورانيوم-233 مصنوع من الثوريوم-232 بالقصف النيوتروني. إن نظير اليورانيوم 235 مهم لكل من المفاعل النووي و السلاح النووي لأنه النظير الوحيد الموجود في الطبيعة بحد ملموس وهو الانشطار، أي يمكن فصلها عن طريق النيوترونات الحرارية. كما أن نظير اليورانيوم-238 مهم أيضا لأنه يمتص النيوترونات لإنتاج نظائر مشعة تتلاشى بعد ذلك إلى نظائر البلوتونيوم-239، وهو أيضا مادة انشطارية.
اليورانيوم في البيئة
ويعتبر اليورانيوم أكثر وفرة من الانتيمون والكادميوم والبريليوم، والذهب والزئبق والفضة، أو التنغستن، وهو وفير بدرجة الزرنيخ والقصدير أو الموليبدينوم. يوجد اليورانيوم في العديد من المعادن بما في ذلك اليورانينايت (خام اليورانيوم الأكثر شيوعا) والأوتونايت والتوربرنايت والكوفنايت واليورانوفين.
عد الإلكترونات
العد الأيوني: +S2 تساهم ب4 إلكترونات، كل كلورين أنيون تساهم ب2: 4 + 2 * 2 = 8 إلكترونات تكافؤ
ذرة الهيدروجين
إذا جمعنا مدارات الطبقة K و الطبقة L سنحصل على 5 مدارات، و حسب مبدأ استبعاد باولي، 10 إلكترونات و عدد ذري N=10 الشيء الذي يتوافق مع عنصر نيون. هذا لا يساعد فقط على فهم ذرة الهيدروجين ولكن أيضا إلى إنشاء الجدول الدوري للعناصر الكيميائية.
تصنيف العناصر
- هي عناصر يمتلئ غلاف تكافؤها بأكثر من نصف سعته بالإلكترونات مثل الفوسفور (2-8-5) - الأكسجين (2-6) - الكلور (2-8-7) 
-هي عناصر تتميز بصغر نصف قطر الذرة وكبر جهد التأين والسالبية الكهربية والميل الإلكتروني
-ولذلك فهي عناصر كهروسالبة تميل إلي اكتساب إلكترونات وتكون أيونات سالبة 
-نظراً لصعوبة فصل إلكترونات التكافؤ فهي لا توصل التيار الكهربي
سيليكون
السليكون من عناصر أشباه الفلزات، ويشارك أو يساهم بسهولة إلكتروناته الأربعة الخارجية، مما يجعله يكون الكثير من الروابط الكيميائية. ومثل الكربون، فإنه يكون عادةً أربع روابط. وعلى عكس الكربون، يمكنه القبول بإلكترونات إضافية وتكوين خمس أو ست روابط وأحيانًا يشكل سليكات قابلة للتغيير (غير مستقرة). السليكون رباعي التكافؤ خامل نسبيًا، لكنه يتفاعل مع الهالوجينات ويخفف القلويات، ولكن لم يُعرف لمعظم الأحماض أي تأثير عليه (ما عدا بعض المركبات مفرطة تفاعليتها مثل حمض النتريك وحمض الهيدروفلوريك). ومع ذلك، فإن امتلاكه لأربعة إلكترونات تكافؤ، تتيح له مثل الكربون فرص كثيرة للاتحاد مع عناصر أخرى أو مركبات في الظروف المناسبة.
عد الإلكترونات
الخلاصة:العد الايوني يشير أن الجزئية ناقصة زوجين وحديدين للإلكترونات، لذلك فتركيبتها ستكون ثماني السطوح كما توقعت نظرية فيسبر. يمكن أن يستنتج أن هذه الجزيئة تسكون عالية التفاعل - لكن العكس صحيح: SF6 يعتبر خامل ويستخدم بشكل واسع في الصناعة بسبب هذه الخاصية.العد الحيادي: Ti تساهم ب4 إلكترونات، وكل كلورين يساهم بواحدة: 4 + 4 * 1 = 8 إلكترونات تكافؤ
المفاعل النووي التجريبي الثاني
يتكون الوقود من قضبان اليورانيوم بقطر 5 مم وقطر 33 سم (13 بوصة). بعد التخصيب بنسبة 67٪ من اليورانيوم 235 عندما يكون خام انخفض التركيز إلى حوالي 65٪ عند إزالته وتحتوي القضبان أيضا على 10 ٪ من الزركونيوم حيث يتم وضع كل عنصر وقود داخل أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ مع كمية صغيرة من معدن الصوديوم. الغرض من الصوديوم هو أن يعمل كعامل نقل الحرارة ومع تزايد عدد اليورانيوم الذي يتعرض للانشطار فإنه يحدث تشققات ويدخل الصوديوم الفراغات فهو عبارة عن مستخلص للإنشطارات.
محلول يوريا-نترات الأمونيوم
درجة الرطوبة النسبية الحرجة لمزيج اليوريا ونترات الامونيوم منخفضة جداُ (18% عند 30 °م)، ولهذا لا يمكن أن يستخدم هذا المركب إلا في الأسمدة السائلة. الأكثر شيوعاً من هذه الأسمدة تركيز 32%، الذي يتألف من 45% من نترات الأمونيوم و35% من اليوريا و20% فقط من الماء. هناك تراكيز أخرى مثل 'UAN 28' و'UAN 30' و'UAN 18'.
هذه المحاليل تسبب تآكل الفولاذ الطري وبالتالي فهي عادة ما تكون مجهزة بمواد مثبطة للتآكل لحماية الصهاريج وخطوط الأنابيب وفوهات المرشات.
مادة انشطارية
على سبيل المثال، فإن النظير يورانيوم-238 هو مادة قابلة للانشطار باستخدام نيوترونات عالية الطاقة، أما يورانيوم-235 فهو مادة انشطارية بنيوترونات منخفضة الطاقة. يعود هذا التفاوت بين النظيرين إلى اختلاف طاقة الارتباط النووية بينهما، والتي تؤدي إلى اختلاف في الطاقة الحرجة اللازمة للانشطار، والتي هي أعلى في يورانيوم 238 من يورانيوم 235.
يورانيوم-233
وينشأ عن انقسام نواة واحدة من أنوية اليورانيوم-233 نحو 198 مليون إلكترون فولت
يورانيوم-236
يبلغ طول عمر النصف لليورانيوم-238 حوالي 190 مرة مقارنة مع U-236 وبالتالي يجب أن يكون لليورانيوم-236 حوالي 190 ضعفا للنشاط المحدد أو أكثر. أي أنه في اليورانيوم المعاد معالجته يوجد اليورانيوم-236 بنسبة 0.5٪، إن U-236 وU-238 ينتجان عن نفس المستوى من النشاط الإشعاعي. (U-235 يساهم فقط بنسبة مئوية قليلة).
جيلبرت نيوتن لويس
بزغ اهتمام ثالث كبير للويس في سنوات هارفارد وهو نظرية التكافؤ. في 1902 أثناء محاولته شرح قوانين التكافؤ لطلابه، أتت للويس فكرة أن الذرات مكونة من تسلسلات مركزة من المكعبات يتواجد الإلكترون في زواياها. شرحت هذه "الذرة المكعبة" دورة ثمانية عناصر في الجدول الدوري كما كانت متفقة مع الاعتقاد السائد بأن الروابط الكيميائية تتكون بانتقال الإلكترونات لإعطاء كل ذرة مجوعة كاملة من ثمانية. من جديد لم يهتم مرشدوا لويس بنظريته والذين لم يكن لهم –مثل معظم الكيميائيين الأمركيين في ذلك الوقت- إحساس بمثل هذه البصيرة. لم ينشر لويس نظريته عن الذرات المكعبة ، ولكن في 1916 أصبحت جزءا هاما من نظريته عن الإلكترونات المشاركة في الرابطة.
مادة
الذرات لا يُمكن أن تستقر بأي عدد لكل من الجسيمات الثلاث التي تكوّنها. وإلا لكانت توجد ملايين العناصر في الكون، لكن في الواقع، العناصر الطبيعية في الكون هي 92 فقط (و توجد بعض العناصر التي أنتجت في المختبرات). والسبب أنه لا يُمكن للذرة أن تحظى بالاستقرار بعدد بروتونات أعلى من 92، حيث تنحلّ إلى عناصر أخف. وأيضاً، في معظم الذرات يكون عدد الإلكترونات والبروتونات متساوياً، وذلك لأن شحنة الإلكترون هي 1- ش.أ، بينما شحنة البروتون هي 1+ ش.أ. وبما أن النيوترونات متعادلة الشحنة، فعندما يتساوى عدد البروتونات والإلكترونات في الذرة تصبح متعادلة الشحنة، وهذا يجعلها مستقرة. بينما تميل معظم الذرات غير متعادلة الشحنة إلى الانقسام إلى عناصر أبسط. وإضافة إلى ذلك، فلإستقرار الذرة يجب أن يكون هناك عدد كاف من النيوترونات في النواة. والسبب هو أن البروتونات موجبة الشحنة ومن ثم فإنها تتنافر، وتحتاج عدداً من النيوترونات لكي تحفظها معاً. أما عن طريقة حفظ النيوترونات للبروتونات متجمعة في النواة، فهذا يتم بالتفاعل بالقوة النووية الشديدة والتي يحملها كلا البروتونات والنيوترونات (بحملهم للغلوونات).
طاقة نووية
ويحتوي اليورانيوم الطبيعي على نسبة 0،7% من يورانيوم-235 وهو نظير ينشطر، وأما 99،3% الباقية فهي يورانيوم-238 لا ينشطر. واليورانيوم الطبيعي يخصب بحيث يصبح به من 2,5 - 0 و4% يورانيوم- 235 القابل للانشطار فيكون صالحا للاستخدام في مفاعلات الماء الخفيف التي تعمل ب الولايات المتحدة الأمريكية وبلاد عديدة أخرى مثل اليابان وفرنسا وإنجلترا وألمانيا وغيرهم، بينما مفاعلات الماء الثقيل The Heavy Waterالتي تعمل في كندا تستخدم اليورانيوم الطبيعي.
وصلة الموجب والسالب
السيلكون مثلا مادة لها تكافؤ 4 أي ان لها بالمدار الخارجي 4 الكترونات حرة الحركة وبالتالي عندما نقوم بأدخال ذرات (مشوبة) من إحدى العناصر ذات التكافؤ 3 ( مثلا عنصر البورون ، أو الألومنيوم ، أو الغاليوم أو عنصر الإنديوم ) حتى تركيز 1% في السليكون ، فأن شريحة السليكون في درجة حرارة الغرفة تصبح غنية بالفجوات (holes) . ونقول زرعنا فجوة من البورون (ذو 3 إلكترونات) في الشبكة البلورية للسيليكون المكونة من ذرات كل منها لها 4 إلكترونات . أي تشكل ذرة البورون فجوة موجبة الشحنة بالمقارنة بالذرات المجاورة لها . يمكن للتيار الكهربائي الانتقال عن طريق الإلكترونات كما يمكنه الانتقال عن طريق الفجوات .
نموذج الغلاف النووي
وتماثل تلك الأنوية المتميزة باستقرار خاص حالة اسقرار الإلكترونات في الغازات الخاملة والتي يفسرها نموذج الأغلفة الذرية للإلكترونات. وتسمى تلك الأعداد الخاصة بالنوكليونات أعدادا سحرية وهي :
نيون
هناك بالإجمال 18 نظيراً معروفاً للنيون، وتتراوح الكتل الذرّية لهذه النظائر بين Ne و Ne. من بين هذه النظائر هناك ثلاثة نظائر مستقرّة، وهي: Ne و Ne و Ne؛ وأكثرها وفرةً في الطبيعة هو النظير نيون-20 Ne بنسبة 90.48 %؛ يليه النظير نيون-22 Ne بنسبة 9.25 % ؛ ثمّ النظير نيون-21 Ne بنسبة 0.27 %.
تصميم السلاح النووي
نظير اليورانيوم الأكثر شيوعا، اليورانيوم إحدى النظائر المشعة الأكثر انتشارا. U-238، قابل للإنشطار لكنه ليس انشطاري (بمعنى أنه غير قادر على حمل سلسلة السلسلة من ردود رد الفعل بنفسه و لكن يستطيع الانقسام مع النيترونات السريعة.) أسمائه المستعاره تضمن اليورانيوم الطبيعي أو اليوارانيوم الغير مخصب، اليورانيوم المستنفذ du. سبائك الأنبوب و 28. غير قادرة على حمل الرقم التسلسلي من ردود الفعل، لأن انقسام النيترونات ليس بالقوه الكافية لجهد u-238اكثر. النيترونات مصد للإنصهار إلى الانشطارu-238. هذا u-238 الانشطار ردة فعل المنتجات معظمها طاقة في مرحلتين سلاح نووي حراري مثالي.
عنصر ما بعد اليورانيوم
في الكيمياء العناصر فائقة الثقل هي العناصر الأثقل من اليورانيوم أي ذات الأعداد الذرية الأكبر من 92. وهي غير مستقرة فبسبب نشاطها الإشعاعي لا تبقى على حالها بل تتحلل إلى عناصر أخفّ. لا تتواجد هذه العناصر في الطبيعة على الأرض، ما عدا كميات صغيرة جدّا. من الممكن إنتاجها في معجلات الجسيمات أو بواسطة اندماج نووي.
يورانيوم
في عام 1972، اكتشف الفيزيائي الفرنسي فرانسيس بيرين خمسة عشر مفاعلًا نوويًا نوويًا طبيعيًا قديمًا لم يعودوا نشطين في منجم أوكلو في الغابون بغرب إفريقيا، والمعروفة بشكل جماعي باسم مفاعلات أوكلو. تبلغ قيمة الوديعة الخام 1.7 مليار سنة ويشكل اليورانيوم 235 حوالي 3 ٪ من إجمالي اليورانيوم على الأرض. تعتبر تلك الكمية كبيرة بما يكفي للسماح بحدوث تفاعل نووي متسلسل، بشرط وجود شروط داعمة أخرى. وقد أشارت الحكومة الفيدرالية الأمريكية إلى قدرة الرواسب المحيطة لاحتواء المخلفات الإشعاعية النووية كأدلة داعمة لجدوى تخزين الوقود النووي المستنفد في مستودع نفايات جبل يوكا النووي.
متساوي الكتل
على سبيل المثال، إن النويدات التالية: كبريت-40 وكلور-40 وأرغون-40 وبوتاسيوم-40 وكالسيوم-40 عبارة عن نويدات متساوية الكتل، حيث أن جميع نوى هذه النويدات تحوي 40 نوية، على الرغم من أن العدد الذري (عدد البروتونات) متفاوت.
غلاف تكافؤ
في ذرة الهيدروجين يوجد إلكترون واحد فقط في المدار الأول (1) وهذا المدار يكتمل بوجود إلكترونين ، لذا يُعتبر في تلك الحالة الإلكترون الوحيد ذاك هو إلكترون التكافؤ.
نظائر الكروم
للكروم (Cr) ستة وعشرون نظيراً معروفاً تتراوح أعداد الكتلة لها بين 42 و 67، ومن بين هذه النظائر هنالك أربعة نظائر مستقرة وهي كروم-50 Cr و كروم-52 Cr و كروم-53 Cr و كروم-54 Cr. يعد النظير كروم-52 أكثر نظائر الكروم من حيث الوفرة، حيث يشكل 83.789% من عنصر الكروم في الطبيعة. يعتقد أن النظير كروم-50 يخضع لعملية اضمحلال إشعاعي من خلال اضمحلال بيتا المضاعف إلى تيتانيوم-50 Ti وذلك بعمر نصف أكبر من 1.8x10 سنة.
نظائر الألومنيوم
للألومنيوم (Al) اثنان وثلاثون نظيراً معروفاً. تتراوح أعداد الكتلة لها من Al إلى Al ، مع وجود أربع متماكبات نووية. عملياً هنالك نظير واحد مستقر للألومنيوم وهو ألومنيوم-27 Al والذي يشكل حوالي 99% من الوفرة الطبيعية لهذا العنصر في الطبيعة. يوجد هنالك نظير طبيعي مشع للأومنيوم وهو ألومنيوم-26 Al والذي لديه عمر نصف مقداره 7.2 × 10 سنة، ولكنه نادر الوجود. بخلاف النظير ألومنيوم-26، فإن باقي نظائر الألومنيوم المشعة لها عمر نصف أقل من سبع دقائق، ومعظمها أقل من ثانية واحدة.
اليورانيوم في البيئة
مياه البحر تحتوي على ما يقرب من 3.3 أجزاء من البليون من اليورانيوم من حيث الوزن (3.3 ميكروغرام / كغ) . وقد اعتبر استخراج اليورانيوم من مياه البحر كوسيلة من وسائل الحصول على هذا العنصر.
غلاف تكافؤ
المركبات العضوية المعدنية التي تضم الفلزات الانتقالية، يتكون غلاف التكافؤ من إلكترونات المدار s، p، والتي تبلغ 8 إلكترونات، كما أن لها 10 إلكترونات موزعة 2 في كل من المدارات d الخمسة والتي تصبح 18 إلكترون والتي تكون غلاف مكتمل لهذه العناصر. والتي ترجع لنظرية الثمانية عشر.
تصنيف العناصر
هي عناصر يمتلئ غلاف تكافؤها(الغلاف الأخير)بأقل من نصف سعته بالإلكترونات(أقل من 4 إلكترونات)
مثل الصوديوم(2-8-1)والماغنسيوم(2-8-2)والألومنيوم(2-8-3) 
وهي عناصر تميل إلي فقد إلكترونات التكافؤ وتكون أيونات موجبة 
وهي تتميز بكبر نصف قطر الذرة وصغر ميلها الإلكتروني وجهد تأينها
غلاف تكافؤ
في ذرة الكاربون، يوجد إلكترونين في المدار الأول، وأربعة إلكترونات في المدار الثاني الذي يسع 8 إلكترونات وبذلك تكون تلك الأربعة حزمة التكافؤ.
بلوتونيوم
عُثر على أن التركيب الكيميائي للبلوتونيوم يشبه اليورانيوم بعد بضعة أشهر من الدراسة الأولية. واستمر البحث المبكر في مختبر الميتالورجيك السري التابع لجامعة شيكاغو. في 20 أغسطس 1942، تم عزل كمية ضئيلة من هذا العنصر وقياسها للمرة الأولى. تم إنتاج حوالي 50 ميكروغرام من البلوتونيوم 239 مع اليورانيوم ومنتجات الانشطار وتم عزل 1 ميكروغرام فقط. مكن هذا الإجراء الكيميائيين من تحديد الوزن الذري للعنصر الجديد. في 2 ديسمبر 1942، على ملعب مضرب تحت المدرج الغربي في جامعة ستيغ في شيكاغو، قام باحثون برئاسة إنريكو فيرمي بأول تفاعل متسلسل ذاتي الاستدامة في جرافيت وكد اليورانيوم المعروف باسم CP-1. باستخدام المعلومات النظرية التي تم الحصول عليها من تشغيل CP-1، قامت دوبونت ببناء مفاعل إنتاج تجريبي تبرد بالهواء، والمعروف باسم X-10، ومرفق فصل كيميائي رائد في أوك ريدج. قام مرفق الفصل، باستخدام الطرق التي طورها غلين سيبورغ وفريق من الباحثين في مختبر ميت Met Lab، بإزالة البلوتونيوم من اليورانيوم المشع في مفاعل X-10. كانت المعلومات الواردة من CP-1 مفيدة أيضًا لعلماء مختبر ميت Met Lab الذين صمموا مفاعلات إنتاج البلوتونيوم المبردة بالماء في هانفورد. بدأ البناء في الموقع في منتصف عام 1943.
عنصر أحادي النظير
تتميز العناصر أحادية النظير أنها باستثناء حالة واحدة لها عدد فردي من البروتونات (Z) وعدد زوجي من النيوترونات. بسبب الطاقة المكتسبة من أثر التزاوج النووي فإن العدد الفردي من البروتونات يؤدي إلى وجود حالة من عدم الاستقرار لوجود عدد كبير من النظائر، حيث يتطلب وجود عدد من النيوترونات لتعديل هذه الأمر. الاستثناء الوحيد هو عنصر البيريليوم الذي لديه أربعة بروتونات وخمسة نيوترونات. التفسير المقترح لعدم وجود نظير بيريليوم بأربعة بروتونات وأربعة نيوترونات يعود إلى عدم استقرارية النواة في هذه الحالة تجاه اضمحلال ألفا مضاعف، والذي يكون مفضلاً في هذه الحالة بسبب الارتباط الوثيق لنواة هيليوم-4.
انشطار نووي
ينتج عن انشطار نواة اليورانيوم نواتين صغيرتين في أغلب التفاعلات ، كما من الممكن أن ينتج عن الانشطار أكثر من نواتين. وقد تكون "أنصاف" نواة اليورانيوم الناتجة زوجا من نوكليدات مختلفة. وغالبا ما تنتج نواة لها كتلة ذرية خفيفة نسبيا (نحو 90) مصحوبة بنواة ثقيلة (كتلة ذرية 140). ولذلك يبين منحنى توزيع الأنوية الناتجة عن الانشطار قمتين (توزيع كتلة الأنوية الناتجة). ويبقى مجموع البروتونات والنيوترونات قبل التفاعل وبعده ثابتا. وعل سبيل المثال نذكر هنا حالتين ممكنتان للانشطار النووي للبلوتونيوم-239 بواسطة امتصاصه لأحد النيوترونات :
ذرة
يمكن تحديد كثافة الإلكترونات لأى غلاف طبقاً للمعادلة : 2 n حيث " n " هي رقم الغلاف، (عدد الكم الرئيسي) وتقوم الإلكترونات بملئ مستويات الطاقة القريبة من النواة أولا. ويكون الغلاف الخارجي الأخير الذي به الإلكترونات هو غلاف التكافؤ حتى لو كان يحتوى على إلكترون واحد.
عدد كم مغزلي
وعندما يكون عدد الإلكترونات في الذرة عددا ازدواجيا فإن أحد الإلكتروني يتخد اتجاه عزمه المغزلي في المدار أحد الاتجاهات والإلكترون الآخر يكون بعكس الاتجاه. ولكن كثير من العناصر يكون له عدد فردي من الإلكترونات ، فيقال عن تلك الأنظمة بأناه تحتوي على عدد فردي من الإلكترونات ويمكن مشاهدتها عن طريق رنين العزم المغزلي للإلكترون electron spin resonance.
يورانيل
أيون اليورانيل خطّيٌ ومتناظر، وطول كلا الرابطتين U–O حوالي 180 بيكومتر. أطوال الرابطة مؤشر على وجود روابط عديدة بين ذرات اليورانيوم والأكسجين. بما أن ذرة اليورانيوم(VI) لديها توزيع إلكتروني مماثل للغاز النبيل الذي يسبقها وهو الرادون، الإلكترونات المستخدَمة لتشكيل روابط U–O منحتها ذرات الأكسجين، وتوجد في مدارات ذرية فارغة في ذرة اليورانيوم. المدارات الفارغة ذات الطاقة الأقل هي 7s، 5f و6d. بلغة نظرية رابطة التكافؤ يمكن أن تتشكل روابط سيغما باستخدام d وf لبناء المدارات الهجينة (محور z يمر عبر ذرات الأكسجين). يمكن أن تستخدم (d, d) و (f و f) تشكيل روابط باي. بما أن زوج المدارات d أو f المستخدم في الربط مضاعف الانفطار فإن ذلك يعادل في المجمل رتبة رابطة ثلاثية.
نظير (كيمياء)
نظائر العناصر الكيميائية هي أشكال من العنصر الكيميائي لذرتها نفس العدد الذري Z، ولكنها تختلف في الكتلة الذرية بسبب اختلاف عدد النيوترونات. ولا تختلف الخواص الكيميائية للذرة ونظيرها، ذلك لأن الخواص الكيميائية للذرة تعتمد على عدد البروتونات في النواة وبالتالي على عدد الإلكترونات التي تدور في الغلاف النووي وتوزيعها. الإلكترونات هي التي تشترك في التفاعلات الكيميائية. أما الخواص الفيزيائية فهي تختلف لكلاهما اختلافا كبيرا حيث تعتمد على عدد البروتونات والنيوترونات وتوزيعهما في النواة، وهم يشتركون فيما يسمى تفاعلات نووية. فمثلاً إذا نظرنا إلى ذرة الكربون-12 وهي تحتوي على 6 بروتونات و 6 نيوترونات في نواتها فهي مستقرة (خاصة فيزيائية). أما الكربون-14 فتحتوي نواته على 6 بروتونات و 8 نيوترونات وهو نظير مشع أي ذو نشاط إشعاعي (خاصة فيزيائية) ويتحلل من ذاته عن طريق تحلل بيتا.
تعددية (كيمياء)
في الذرات و الأيونات التي لها إلكترونات عديدة وكذلك في الجزيئات نقوم بحساب عدد الكم المغزلي الكلي formula_1 لمجموع الإلكترونات باستخدام المعادلة التالية . وإذا كان في الذرة عدد formula_2 من الإكترونات نستطيع حساب formula_3 كالآتي (هذا ينطبق على ذرة أو جزيء أو أيون) :
عدد كتلي
ينتج عن نواة اليورانيوم-235 عند امتصاصها لنيوترون أن تنقسم أوتنشطر إلى نواتين (هذا في أغلب الأحوال) ، كما من الممكن أن ينتج عن الانشطار أكثر من نواتين. وغالبا تنتج نواة لها كتلة ذرية خفيفة نسبيا (نحو 90 ) وتكون النواة الأخري ذات كتلة ذرية أكثر قليلا 140 . كما تتحرر من هذا التفاعل عدة نيوترونات : بين 2 أو 3. ويبقى مجموع البروتونات والنيوترونات قبل التفاعل وبعده ثابتا. كذلك ينشطر بلوتونيوم-239 عند امتصاصة نيوترون ويحدث له ما يحدث لليورانيوم-235.
وعلى سبيل المثال نذكر هنا تفاعلا انشطاريا للبلوتونيوم-239 بواسطة اصتدامه وامتصاصه لأحد النيوترونات :
غلاف تكافؤ
في ذرة الليثيوم ، يوجد إلكترونان في المدار الأول، وهو بذلك يعد مداراً مكتملاً، وبالمدار الثاني الذي يسع 8 إلكترونات ، يوجد إلكترون واحد فقط وبذلك يكوّن هو حزمة التكافؤ.
يورانيوم-236
اليورانيوم-236 هو نظير اليورانيوم ليس من انصهارا بالنيوترونات الحرارية، ولا مادة مخصبة جيدة جدا، ولكنه يعتبر عموما نفايات مشعة مزعجة وطويلة العمر. وهو موجود في الوقود النووي المستهلك وفي اليورانيوم المعاد تصنيعه من الوقود النووي المستهلك.
تغذّي النظائر الانشطارية من اليورانيوم-235 معظم المفاعلات النووية. يمتص اليورانيوم-235 نيوترون حراري، فتحدث واحدة من هاتين الطريقتين. في حوالي 82٪ من الوقت، سيحدث انشطار نووي. ولكن في حوالي 18٪ من الوقت، فلن يحدث انشطار نووي، بدلا من ذلك يمكن أن تنبعث أشعة غاما، ويبدأ إنتاج U-236. وهكذا، فإن العائد من U-236 هو 100 من U-235 بالإضافة إلى نيوترون. ردود الفعل حوالي 18٪، والغلة من منتجات الانشطار في 100 اضمحلال هي حوالي 82٪. وبالمقارنة، فإن غلة المنتجات الانشطارية الفردية الأكثر وفرة هي Cs-137، وSr-90، وTc-99. وتكون تتراوح بين 6٪ و7٪ لكل 100 انشطار، والحصيلة المجمعة لمتوسط العمر (10 سنوات وما فوق) ومنتجات الانشطار طويلة العمر تبلغ حوالي 32 في المائة، أو أقل بنسبة قليلة في حين يتم تدمير بعضها عن طريق التقاط النيوترونات.
نظائر الرصاص
يتوافق العدد الكبير من نظائر الرصاص مع حقيقة كون العدد الذري للرصاص زوجياً؛ إذ أن العدد الزوجي من الجسيمات دون الذرية في النواة يرفع من استقرارها. يتميز الرصاص بأن له عدد سحري من البروتونات (82)، ووفقاً لذلك فإن النواة تكون مستقرة بشكل كبير حسب نظرية نموذج الغلاف النووي. علاوةً على ذلك فإن للرصاص-208 126 نيوتروناً، وهو عدد سحري آخر، وذلك يفسر لم لنظير الرصاص-208 استقرارية فوق العادة. 
مع ارتفاع عدده الذري يكون الرصاص أثقل عنصر كيميائي تكون نظائره الطبيعية مستقرة، إذ أن الرصاص-208 هو أثقل نظير مستقر (أصبح هذا التمييز حقيقة بعد اكتشاف أن النظير الابتدائي البزموت-209 له نشاط إشعاعي.)
عنصر كيميائي
ولكن استطاع الفزيائيون تركيب عناصرا أثقل من اليورانيوم بواسطة تسليط النيوترونات عليها فتمتصها ويتكون منها عناصر أثقل من 238 وحدة ذرية، مثل البلوتونيوم والأمريسيوم والأينشتاينيوم ولكنها لا تبقى على حالها فسرعان ما تتحلل إلى عناصر أخف منها فتكون مستقرة.
اضمحلال ألفا
هذا أحد أمثلة تحلل الألفا ، ونجد هذا كثيرا في الطبيعة بين العناصر المشعة التي تتلو اليورانيوم و والثوريوم في الجدول الدوري ، وكلها عناصر ذات وزن ذري عال ، أنويتها مليئة بالبروتونات المتنافرة من بعضها ، وتنتهز الفرصة عندما تحين للتخلص من بعض منها ، عن طريق التحلل ألفا. وعندما يتحلل اليورانيوم والثوريوم فإنهما ينتجان عنصرين أخف منهما مثل الراديوم و الرادون . وهؤلاء يتحللون بدورهم حتى يصلوا إلي عنصر الرصاص وهو عنصر مستقر . ويختلف مقدار الطاقة المطلقة التابعة لهذا التحلل من عنصر إلى عنصر ، وهي تبلغ عادة من 2 MeV إلى 5 MeV.
تساوي إلكتروني
في الكيمياء، توصف الكيانات الجزيئية من ذرّات وجزيئات وأيونات على أنها متساوية إلكترونياً مع بعضها البعض إذا كان لها نفس العدد من الإلكترونات، أو لديها نفس التوزيع الإلكتروني ونفس البنية، وذلك بغض النظر عن نوع العناصر الداخلة في التركيب.
قاعدة الثمانيات
قاعدة الثمانيات هي قاعدة كيميائية تنص على أن الذرات تميل لأن ترتبط بالطريقة التي تجعل فيها 8 إلكترونات في غلاف تكافؤها، مماثل للتركيب الإلكتروني الموجود في الغازات النبيلة. وبمعنى أبسط تكون الجزيئات أكثر استقرارا عندما يكون الغلاف الخارجى للذرات المكونة لها فارغة أو ممتلئة أو بها إلكترونات بمضاعفات 8 إلكترونات في غلافها الأخير. راجع غلاف إلكتروني.
قائمة الباريونات
بما أن الباريونات تحتوي على كواركات، فإنها ترتبط مع بعضها بتآثر قوي. على عكس من اللبتونات التي لا تحتوي على كواركات فإن ارتباطها لايحتاج أن يكون تآثر قوي. معظم الباريونات هي بروتونات أو نيوترونات التي يتكون منها معظم المادة المنظورة المتوفرة في الكون، في حين أن الإلكترونات (العنصر الرئيسي الآخر للذرة) هي لبتونات. لكل باريون له جسيم مضاد نظير له (ضديد باريون)، حيث تستبدل الكواركات بكواركات مضادة نظيرة لها. فعلى سبيل المثال، يحتوي البروتون على اثنين كواركات علوية وواحد سفلي; ونظيره مضاد بروتون يحتوي على اثنين كواركات مضادة علوية وواحد كوارك مضاد سفلي.
نظير (كيمياء)
بالرغم من أن النظائر لها تقريبا نفس الخواص الإلكترونية والكيميائية حيث تعتمد هذه الخواص على عدد الإلكترونات في الغلاف الذري، فإن سلوك نواة العنصر ونواة النظير يختلف تماما (خصائص فيزيائية). تتكون النواة الذرية من بروتونات ونيوترونات مرتبطة معا بقوى نووية قوية. ونظرا لأن البروتونات لها شحنة موجبة، فإنها تميل إلى التنافر عن بعضها البعض، ولكن قوة التآثر القوي أقوى من قوة التنافر الكهربائية الناشئة عن تماثل الشحنات طبقا لقانون كولوم. وتقوم النيوترونات بتهدئة قوى التنافر بين الشحنات الموجبة، مما يقلل من التنافر الكهرستاتيكي وتساعد على استقرار النواة. وبزيادة عدد البروتونات في النواة تزداد الحاجة لنيوترونات للعمل على تماسك النواة. فمثلا، على الرغم من أن نسبة نيوترون / بروتون في He هي 1 / 2، فإن نسبة نيوترون / بروتون في اليورانيوم U أكبر وتصل إلى 3 / 2. (تحتوي نواة اليورانيوم على 92 بروتون والباقي نيوترونات = 238 - 92 = 146 نيوترون) (انظر نموذج القطرة). وفي حالة وجود نيوترونات أقل أو أكثر من حدود معينة، فإن النواة تكون غير مستقرة، وتصبح النواة ذات نشاط إشعاعي وهو وسيلة تتخذها النواة للوصول إلى حالة استقرار.
إربيوم
هو عنصر ثلاثي التكافؤ, كما أن الإربيوم النقي فلز طيع, ثابت في الهواء ولا يتأكسد في الهواء بنفس السرعة التي يتأكسد بها بعض الفلزات الأرضية النادرة الأخرى. وأملاحه لها لون وردي كما يتميز العنصر بطيف امتصاص واضح في الضوء النظور, فوق البنفسجي, بقرب تحت الأحمر. وفيما عدا ذلك فإنه يشبه العناصر الأرضية النادرة الأخرى. وأكسيده يسمى إربيا, وتتحدد خواص الإربيوم بدرجة الشوائب الموجودة. ولا يلعب الإربيوم أي دور حيوي ولكنه يعتقد أنه يساعد على عملية الأيض. وتستخدم بللورات الإربيوم في عمل أشعة اللايزر, والمضخمات البصرية. وخاصة الطول الموجي البالغ 1550 نانو متر المهم للإتصالات الضوئية نظرا لأن الألياف ضوئية لها فقد ضئيل عند هذا الطول الموجي.
رنين (كيمياء)
طبقا لقاعدة الغاز النبيل تكون الجزيئات المستقرة التي تحيط كل ذرة فيها 8 إلكترونات تكافؤ . وفي حالة البنزول فيمكن صياغته في صيغتين تعبرين عن توزيع الرابطات الأحادية والثنائية فيه ؛ يحدث بينها رنين.
رصاص
تحوي ذرّة الرصاص على 82 إلكتروناً موزّعة على التشكيل التالي:Xe]4f5d6s6p]. إن مجموع طاقتي التأين الأولى والثانية للرصاص مقارب في قيمته من القيمة المقابلة للقصدير، وهو العنصر الذي يعلو الرصاص في مجموعة الكربون، وهو أمر غير اعتيادي، إذ أن طاقات التأين عادةً ما تتناقص نزولاً في مجموعات الجدول الدوري. يعود ذلك التقارب في قيم طاقات التأين بين عنصري القصديير والرصاص إلى ظاهرة الانكماش اللانثانيدي، وهو تناقص في قيمة نصف القطر الذري في دورة اللانثانيدات (من عنصر اللانثانوم ذي العدد الذري 57 إلى عنصر اللوتيشيوم ذي العدد الذري 71)، ومع وجود نصف قطر ذري صغير نسبياً من عنصر الهافنيوم (72) إلى نهاية الدورة)؛ وذلك بسبب الحجب الضعيف على نوى تلك العناصر من الإلكترونات 4f. تبدو تلك الظاهرة بشكل أوضح عند جمع طاقات التأين الأربع الأولى للعنصرين، حيث إن مجموعها أعلى في الرصاص من نظيره في القصدير. يمكن تفسير تلك الظاهرة وفق مبادئ كيمياء الكم النسبية؛ والتي إحداها مبدأ تأثير الزوج الخامل، إذ أن الإلكترونات 6s في الرصاص صعبة التأين ولا تساهم في الترابط الكيميائي، وهذا السبب الذي يجعل المسافة بين ذرات الرصاص في الشبكة البلورية كبيرة نسبياً.
اليورانيوم في البيئة
الجهاز الأكثر تضررا من اليورانيوم هو الكلى. وتفرز أملاح اليورانيوم القابلة للذوبان في البول. وفي حالة التعرض المزمن، يتراكم القليل من اليورانيوم في الكلى . وقد حددت منظمة الصحة العالمية كمية يومية من أملاح اليورانيوم القابلة للذوبان للجمهور العام من 0.5 ميكروغرام / كغ (أو 35 ميكروغرام للبالغ وزنه 70 كغ) حيث أن التعرض لهذه الكمية لا يؤدي إلى أي تلف ملحوظ في الكلى.
عدد كم مغزلي
حتى ذلك الوقت (في العشرينيات من القرن الماضي) كان اللف المغزلي للإلكترون ليس معروفا. إلا أنه وجد في أطياف ذرات أخرى مثل الهيليوم التي تحتوي على إلكترونين في غلافها ، وجد أن خطوط طيفها يتكون كل منها من خطين متجاورين ، وأعزي ذلك إلى أن أحد الإلكترونات له عدد كم مغزلي -1/2 والآخر +1/2 . ثم استطاع الفيزيائيون بمساعدة معادلة شرودنجر وإجراء بعض التعديلات عليها تفسير تلك الظاهرة وكذلك بتطبيقها على أنظمة ذرية أخرى أكثر تعقيدا عن الهيدروجين والهيليوم ، تحتوي تلك الأنظمة على أعداد كثيرة من الإلكترونات.
توزيع إلكتروني
حالات الطاقة التي لها نفس القيم "n"، يقال أنها تشغل نفس الغلاف الإلكتروني. الحالات التي لها نفس قيم "n" و"l" تكون متناسبة وتأخذ في الحسبان نوع واتجاه المدارات حول النواة، ويقال أنها تقع في نفس تحت-غلاف الإلكتروني. ولو أن الحالات تتشابه أيضا في قيم "m" فيقال أن لها نفس المدار الذري. ونظرا لأن الإلكترون له حالتان فقط للدوران، فإن الأوربيتال الذري لا يمكن أن يحتوى على أكثر من 2 إلكترون (مبدأ الاستبعاد لباولي).
ألومنيوم
للألومنيوم تسعة نظائر يتراوح عددها الكتلي بين 23 و 30. يوجد في الطبيعة نظيرين فقط هما Al (نظير ثابت) وله وفرة طبيعية مقدارها 99.9%، وAl (مشع عمر النصف له 7.2 × 10 سنة). ينتج النظير Al من الأرغون في الغلاف الجوي بواسطة التشظي الذي تسببه بروتونات الأشعة الكونية. تستخدم نظائر الألومنيوم في التطبيقات العملية لتحديد تاريخ الترسبات البحرية، وعقيدات المنغنيز، والثلج الجليدي والكوارتز في القصف الصخري والنيزكي. وقد استخدمت نسبة Al إلى Be لدراسة دور نقل وترسيب وتخزين الرواسب وأوقات الدفن والتآكل على مدى 10 إلى 10 عام بالمقاييس الزمنية. وقد استخدم النظير الكوني 26 أول ما استخدم في دراسات القمر والنيازك. فشظايا النيازك، بعد انفصالها عن الجسد الأب، كانت معرضة لقصف مكثف من الأشعة الكونية خلال سفرها عبر الفضاء، مما تسبب في توليد Al. وبعد سقوطها على الأرض، حجب الغلاف الجوي شظايا النيزك من إنتاج المزيد من Al، وبذلك يمكن استخدام اضمحلاله في تحديد عمر النيازك الأرضية. وقد أظهرت الأبحاث النيزكية أن Al كان وفيرا في وقت تكوين كوكبنا. ويعتقد معظم علماء النيازك أن الطاقة المنطلقة من اضمحلال Al كانت مسؤولة عن ذوبان وتمايز بعض الكويكبات بعد تشكيلهم منذ 4.55 مليار سنة.
جدول دوري
في الجدول الدوري القياسي، يتم سرد العناصر بترتيب زيادة العدد الذري Z (عدد البروتونات في نواة الذرة). يبدأ الصف الجديد ("الدورة") عندما يحصل غلاف التكافؤ الجديد على أول إلكترون له. يتم تحديد الأعمدة ("المجموعات") حسب التوزيع الإلكتروني للذرة؛ العناصر التي لها نفس عدد الإلكترونات في مستوى فرعي معين تقع في نفس الأعمدة (على سبيل المثال الأكسجين والسيلينيوم في نفس العمود لأن كلاهما يحتويان على أربعة إلكترونات في الجزء الخارجي من المستوى الفرعي p). وتندرج العناصر التي لها خصائص كيميائية مماثلة في نفس المجموعة في الجدول الدوري عمومًا، على الرغم من أن العناصر الموجودة في الدورة نفسها، في المستوى الفرعي f، تحظى أيضًا بخصائص متشابهة. وبالتالي، من السهل نسبيًا التنبؤ بالخصائص الكيميائية لعنصر ما إذا عرف المرء خصائص العناصر المحيطة به.
تيلورات
تيلورات هي أنيونات تتكون من عنصري التيلوريوم والأكسجين (أنيون أكسجيني)؛ ويكون فيها عنصر التيلوريوم بحالة أكسدة مقدارها +6. يوجد هناك شكلان من أنيونات التيلورات، وهي ميتا-تيلورات 
TeO و أورثو-تيلورات TeO.
طاقة نووية
اليورانيوم هو المادة الخام الأساسية للمشروعات النووية المدنية والعسكرية. ويستخلص من طبقات قريبة من سطح الأرض أو عن طريق التعدين من باطن الأرض. ورغم أن مادة اليورانيوم توجد بشكل طبيعي في أنحاء العالم، لكن القليل منه فقط يوجد بشكل مركز كخام. وحينما تنشطر ذرات معينة من اليورانيوم في تسلسل تفاعلي يسمى بالانشطار النووي.، ويحدث ببطء في المنشآت النووية، وبسرعة هائلة في حالة تفجير سلاح نووي. وينجم عن ذلك انطلاق للطاقة وفي الحالتين يتعين التحكم في الانشطار تحكما بالغا. ويكون الانشطار النووي في أفضل حالاته حينما يتم استخدام النظائر من اليورانيوم-235 (أو البلوتونيوم 239)، والمقصود بالنظائر هي الذرات ذات نفس الرقم الذري ولكن بعدد مختلف من النيوترونات. ويعرف اليورانيوم-235 بـالنظير الانشطاري لميله للانشطار محدثا تفاعلا تسلسليا، يطلق الطاقة في صورة حرارية. وحينما تنشطر نواة ذرة من اليورانيوم-235 فإنها تطلق نيوترونين أو ثلاث نيوترونات. وحينما تتواجد إلى جانبها ذرات أخرى من اليورانيوم-235 تصتدم بها تلك النيوترونات مما يؤدي لانشطار الذرات الأخرى، وبالتالي تنطلق نيوترونات أخرى. ولا يحدث التفاعل النووي إلا إذا توافر ما يكفي من ذرات اليورانيوم-235 بما يسمح بأن تستمر هذه العملية كتفاعل متسلسل يتواصل من تلقاء نفسه. أو ما يعرف بـالكتلة الحرجة. غير أن كل ألف ذرة من اليورانيوم الطبيعي تضم سبع ذرات فقط من اليورانيوم-235 القادرة على الانقسام. بينما تكون الذرات الأخرى الـ993 من اليورانيوم الأكثر كثافة ورقمه الذري يورانيوم-238 فلا تتميز بخاصية الإنقسام عند امتصاصها للنيوترون. ومفاعلات الماء الخفيف Light Water Reactors هي نوع من المفاعلات الانشطارية النووية The Nuclear Fission Reactors التي تستعمل في الولايات المتحدة الأمريكية وإنجلترا واليابان وفرنسا وألمانيا والصين وكندا وبلجيكا لتوليد القوي الكهربائية وتستخدم الماء العادي كوسيط في اتسخين الماء وتحويله إلى بخار عالي الضغط لتشغيل التوربينات لتوليد الكهرباء من المولدات. وهذا يتطلب تخصيب وقود اليورانيوم الخام Uranium Fuel Enrichment.
عدد ذري
كما أوضحنا أعلاه تعتمد الخواص الكيميائية لعنصر ما على العدد الذري وبالتالي على عدد إلكترونات التكافؤ الموجودة في غلاف ذرته الخارجي. والخواص الكيميائية لعنصر ما ونظائره المشعة تكون متماثلة تماما، حيث أن اختلاف الكتلة الذرية ينشأ عن تزايد أو نقصان عدد النيوترونات في نواة الذرة، أما عدد البروتونات وعدد الإلكترونات فيكون متساويا في الذرة.
ولهذا السبب يمكن تعريف العنصر بأنه يحتوي على ذرات ذات عدد ذري معين. وكثير من العناصر نجده خليطا من نظائره، وجميع نظائر العنصر لهم نفس الخصائص الكيميائية. (انظر عدد الكتلة)
تساوي إلكتروني
يستخدم مصطلح التساوي الإلكتروني التكافؤي عندما يكون للكيانات الجزيئية نفس العدد من إلكترونات التكافؤ أو نفس التوزيع الإلكتروني، ولكن لها عدد مختلف من الذرات أو نوع محتلف من الترابط الكيميائي.
انتشار
تستغل ظاهرة انتشار الغازات في عملية تخصيب اليورانيوم وهي عملية تركيز اليورانيوم-235 في اليورانيوم-238. فالنسبة الطبيعية لليورانيوم-235 في اليورانيوم هي 0.7% والباقي يورانيوم-238. واليورانيوم المستخدم لتشغيل المفاعل النووي يجب أن يحتوي عل نسبة 3.5% من اليورانيوم-235 لكي يستعمل الماء كمهدئ للنيوترونات. وتتم رفع نسبة اليورانيوم 235 في اليورانيوم من 0.7% إلى 3.5% عن طريق انتشار ذرات اليورانيوم -235 واليورانيوم-238 عبر حائل مستمي ينتقلان خلاله من غرفة 1 إلى غرفة 2. يكون اليورانيوم في هيئة سادس فلوريد اليورانيوم الذي يسهل تسخينه فيتحول إلى بخاره. في البدء يكون غاز سادس فلوريد اليورانيوم في الغرفة 1 ثم ينتشر النوعان : سادس فلوريد اليورانيوم-235 وسادس فلوريد اليورانيوم-238 خلال الحائل المسامي وينتقلان إلى الغرفة 2 (الفارغة). ونظرا لأن سرعة عبور جزيئات سادس فلوريد اليورانيوم-235 تكون أسرع من سرعة انتشار سادس فلوريد اليورانيوم-238 (الأول أخف من الثاني) فنجد أن نسبة سادس فلوريد اليورانيوم-235 تكون في المخلوط أعلى من نسبته في المخلوط في الغرفة 1.
تـُكرر العملية مرارا حتى نحصل على التركيز المرغوب وهو 3.5% لليورانيوم-235.
وطريقة الانتشار هي إحدى طرق تخصيب اليورانيوم، وتوجد طرق أخرى مثل طريقة المركزية الطاردة التي تستعملها إيران لتخصيب اليورانيوم.
يورانيوم-235
اليورانيوم 235 هو نظير لعنصر اليورانيوم -ذو العدد الذري رقم 92- ووزنه الذري 235. يوجد اليورانيوم في الطبيعة في صورة نظيرين مشعين هما اليورانيوم-235 واليورانيوم-238 الذي له الوزن الذري 238. ونسبة تواجد اليورانيوم-235 في اليورانيوم الخام يعادل 0.7 %، أي من كل 1000 ذرة من ذرات اليورانيوم نجد 7 ذرات فقط لليورانيوم-235، والباقي، أي 993 ذرة لليورانيوم-238. وتتميز نواة اليورانيوم-235 بشراهة كبيرة للنيوترونات حيث تمتصها ويحدث بينهما تفاعل يؤدي إلى انشطار نواة اليورانيوم-235 إلى جزئين متساويين تقريباً، مكونة عناصر جديدة يكون عددها الذري نحو 46 وزنها الذري نحو117. وعندما تنشطر نواة اليورانيوم-235 ينطلق منها أيضا في المتوسط عدد 2 من النيوترونات، والتي قد تتفاعل مع نوايا أخرى من اليورانيوم-235 في تفاعل يسمى التفاعل المتسلسل.
عدد كتلي
فمثلا، يتحلل يورانيوم-238 عن طريق تحلل ألفا، أي تفقد النواة جسيم ألفا يتكون من 2 بروتون و 2 نيوترون .بحيث ينقص العدد الذري للنواة بمقدار 2 (formula_6 ) وينخفض عدد النيوترونات بمقار 2 ( formula_7). جسيم ألفا المتكون من 2 بروتون و 2 نيوترون هو نواة ذرة الهيليوم، أما ماتبقى من نواة اليورانيوم-238 فيكون قد تحول إلى عنصر آخر وهو الثوريوم-234 .
تكافؤ كتلة-طاقة
وتستغل الطاقة النووية في عصرنا الحاضر في إنتاج الطاقة الكهربائية في المفاعلات النووية والتي تعمل اليورانيوم كوقود ذري. ويعتبر اليورانيوم-235 هو الوقود الذري، إلا أن وجوده في خام اليورانيوم قليل (يوجد في الخام بنسبة 7و0 %). ولكي يصلح لتشغيل المفاعلات النووية لا بد من تخصيبه إلى درجة 5و3 %.وخلال التفاعل النووي في المفاعل تنقسم نواة اليورانيوم-235 وتنطلق قوى الربط على هيئة حرارة نستغلها في تسخين الماء وتكوين بخار ماء ذو ضغط عال (نحو 400 ضغط جوي) ويدير هذا البخار توربين الذي يدير بدوره المولد الكهربائي، وبذلك نحصل على الطاقة الكهربائية من الطاقة النووية.
طرد مركزي
يتكون اليورانيوم الطبيعي بصفة أساسية من اليورانيوم-238 بنسبة 3و99% واليورانيوم-235 بنسبة 7و0% . وفي عملية تخصيب اليورانيوم نحتاج إلى رفع نسبة اليورانيوم- 235 إلى نحو 5و3% ولهذا نسمي العملية "تخصيب" . اليورانيوم-235 هو الذي يصلح لتشغيل مفاعل نووي حيث أنه يمتص النيوترونات بدرجة عالية تفوق امتصاص اليورانيوم-238 للنيوترونات. (في المفاعل النووي يصيب نيوترونا نواة يورانيوم -235 فتنقسم إلى جزئين وتنطلق منها طاقة (حرارة) و 2 أو 3 من النيوترونات تعمل على انشطار أنوية يورانيوم -235 أخرى ، يصدر من كل منها 2 - 3 نيوترونات جديدة تعمل على شطر أنوية يورانيوم-235 أخرى . يضبط المفاعل النووي بحيث تصل تلك العملية إلى حد "توازن "، بحيث يسير التفاعل في وجود عدد ثابت من النيوترونات - لا تزيد ولا تقل - من غير أن تتزايد النيوترونات إلى حد الانفجار).
عدد سحري
إذا اعتبرنا البروتونات فإننا نجد تلك النظائر لها عدد سحري من البروتونات: 
2 (الهيليوم), 8 (الأكسجين), 20 (الكالسيوم), 28 (النيكل), 50 (القصدير) und 82 (الرصاص). وتوجد تلك النظائر كثيرا في الطبيعة، وكذلك السليكون 14 ذو "استقرار سحري"، وذلك بسبب وجود غلاف ثانوي مكتمل.
تتصف نواة ذرية من عدد سحري مزدوج عندما تتكون من عدد سحرية من البروتونات، وعدد سحري من النيوترونات. والأمثلة على ذلك: He-4 وبالتالي جسيم ألفا، O-16 و Ca-40 و Ca-48 و Pb-208. ويعتبر الكالسيوم العنصر الوحيد الذي له نظيرين مستقرين ذات عدد سحري مزدوج.
فرط التكافؤ
وكمحاولة أخرى لوصف جزيئات الترابط الأعلى, تم عمل تعديلات لنظرية الثمانيات لتتضمن الخواص الأيونية في روابط التكافؤ الأعلى. وكان أحد هذه التعديلات في عام 1951 حيث تم تصور الرابطة ثلاثية المركز رباعية الالكترونات (3c-4e)والتي تصف رابطة التكافؤ الأعلى مع المدار الجزيئي الكمي. كما أن الرابطة (3c-4e) توصف على أنها ثلاث أوربيتالات جزيئية يتكونوا بإتحاد مدار p في الذرة المركزية و 2 مدار ليجند: أوربيتال ترابط مشغول, المدار الجزيئي المشغول الأعلى (HOMO)، المدار الجزيئي غير المشغول الأدنى (LUMO).
انبعاث أيوني حراري
تبلغ شغل تطاير الإلكترونات عادة بين 1 إلكترون فولت و 6 إلكترون فولت . ويعتمد ثابت ريتشاردسون عادة على نوع المعدن وهيئة سطح المعدن ، وتبلغ بين
formula_2 للتنجستن و formula_3 لبعض أكاسيد المعادن .