Для урана (U 5f3 d1 s2) наиболее характерна степень окисления +6, основной формой существования которой является практически линейный катион уранила UO22+, проявляющий свойства сильного комплексообразователя. Донорные атомы лигандов в комплексах уранила располагаются в плоскости, перпендикулярной линейной уранильной группировке (экваториальная плоскость). Обычно в экваториальной плоскости находятся 5 или 6 донорных атомов лигандов. В качестве примера на рисунке показан триацетатный комплекс уранила. Строение комплексов уранила часто хорошо описывается с точки зрения правила 18 электронов, в соответствии с которым, наиболее устойчивы комплексы, содержащие 18 электронов в валентной оболочке центрального атома-комплексообразователя. Указанное правило позволяет предсказать состав многих комплексов. Например, зная, что лиганд CO является донором 2 электронов, можно утверждать, что устойчивый карбонил никеля должен иметь состав Ni(CO)4 (на орбиталях атома никеля имеется 10 электронов (4s23d8), тогда для формирования 18-электронной оболочки необходимо присоединить 4 лиганда CO, предоставляющих 8 электронов). Установлено, что в соединениях уранила средняя электронодонорная способность одного атома кислорода иона уранила составляет 3.9, кислорода молекул воды – 1.9, а одного нитрат- и карбонат-иона (при бидентатно-циклическом типе координации (как и у ацетат-иона на рисунке)) – 3.1 и 3.4 соответственно.
Растворение металлического урана в концентрированной азотной кислоте приводит к образованию желтого раствора (реакция 1), из которого при испарении выделяются желто-зеленые кристаллы вещества А, рентгенографическое исследование которого показало, что объем элементарной ячейки, в которой содержится 4 атома урана, равен 1215.94 Å3 , а плотность кристаллов составила 2.7429 г/см3 . Добавление к водному раствору А карбоната аммония сопровождается образованием устойчивого комплекса Б (реакция 2). При нагревании кристаллов Б до 300°С происходит термическое разложение с потерей 45.21% массы (реакция 3). Твердый продукт разложения легко растворяется в соляной кислоте (реакция 4), взаимодействует с водой при кипячении (реакция 5), а его фторирование (реакция 6) приводит к получению крайне токсичного соединения, широко использующегося в процессе обогащения урана для производства топлива для ядерных реакторов.