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兩個正六價，一個正四價八氧化三鈾U3O8是最重要的鈾氧化物之一。呈紅棕色。密度8.38g/cm3。1300℃升華。它是最穩定的鈾氧化物，存在于天然瀝青鈾礦中。工業制取八氧化三鈾的方法有在高溫（800～900℃）空氣中煅燒二氧化鈾或三氧化鈾；也可以通過重鈾酸銨（NH4）2U2O7等鈾鹽在高溫（800～900℃）下的熱分解而制得。鈾工業產品的產量多以U3O8為計量基準。 由于鈾的化學性質很活潑，所以自然界不存在游離的金屬鈾，它總是以化合狀態存在著。已知的鈾礦物有一百七十多種，但具有工業開采價值的鈾礦只有二、三十種，其中最重要的有瀝青鈾礦(主要成分為八氧化三鈾)。很多的鈾礦物都呈黃色、綠色或黃綠色。有些鈾礦物在紫外線下能發出強烈的熒光，正是鈾礦物(鈾化合物)這種發熒光的特性，才導致了放射性現象的發現。

用一個6? x 6? x 6?的正方體代表在中央的鈾原子，以固體中的U1與U2來計算其鍵價。結果發現，八氧化三鈾以參數鈾（VI）計算U1與U2的氧化態為5.11和5.10。而以參數鈾（IV）計算U1與U2的氧化態分別為是5.78和5.77。這些研究表示，所有的鈾原子具有相同的氧化狀態，因此以晶格而言，其氧化態是無序的。

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