第25章f区金属镧系与锕系金属

第25章f

区金属镧系与锕系金属Chapter25

f-BlockElementsf区元素在周期表中的位置1．掌握镧系和锕系元素的电子构型与性质的关系；本章教学要求4．一般了解它们的一些重要化合物的性质.3．了解镧系和锕系以及与d过渡元素在性质上的异同;2．掌握镧系收缩的实质及其对镧系化合物性质的影响；25.1镧系元素Lanthanides25.1.1镧系元素的通性

25.1.2镧系金属

25.1.3镧系元素的重要化合物25.2稀土元素RareEarthElements

25.3锕系元素Actinides本章内容25.1镧系元素“稀土”—别致有趣的名字：

稀土的英文是RareEarths，18世纪得名，“稀”原指稀贵，“土”是指其氧化物难溶于水的“土”性.其实稀土元素在地壳中的含量并不稀少，性质也不象土，而是一组活泼金属，“稀土”之称只是一种历史的习惯.根据IUPAC推荐，把57至71的15个元素称为镧系元素，用Ln表示，它们再加上21号的Sc和39号的Y称为稀土元素，用RE表示.有关f区元素定义的争论仍在继续：一种意见将镧系和锕系分别界定为La之后的14种元素和Ac之后的14种元素，结果是镧系不包括La而锕系不包括Ac；

另一种意见是镧系应包括La而锕系应包括Ac,各有15个元素.这都与f电子的填充有关.镧系元素(Ln)是周期表中57号镧(La)到71号镥(Lu)共15种元素的统称.锕系元素(An)是周期表中89号锕(Ac)到103号铹(Lr)工15种元素的统称.1.镧系元素的电子构型和性质Eq元素Ln电子组态Ln3+电子组态常见氧化态原子半径/pmLn3+半径/pm/V57La58Ce59Pr60Nd61Pm62Sm63Eu64Gd65Tb66Dy67Ho68Er69Tm70Yb71Lu4f05d16s24f15d16s24f36s24f46s24f56s24f66s24f76s24f75d16s24f96s24f106s24f116s24f126s24f136s24f145d16s24f145d16s24f04f14f24f34f44f54f64f74f84f94f104f114f124f134f14(3)(3),4(3),4(3),2(3)(3),2(3),2(3)(3),4(3),2(3)(3)(3),2(3),2(3)187.7182.4182.8182.1181.0180.2204.2180.2178.2177.3176.6175.7174.6194.0173.4106.1103.4101.399.597.996.495.093.892.390.889.488.186.985.884.8-2.38-2.34-2.35-2.32-2.29-2.30-1.99-2.28-2.31-2.29-2.33-2.32-2.32-2.22-2.3025.1.1镧系元素的通性2.氧化态特征镧系元素全部都形成稳定的+3氧化态，同一周期连续15个元素形成同一种特征氧化态的现象在周期表中是绝无仅有的.非特征氧化态与它们的电子组态稳定性有关.+4+3+2Ba2+Hf4+DyHoErTmLaCePrNdPmSmEuGdTbYbLuLa3+(4f0),Gd3+(4f7)和Lu3+(4f14)已处于稳定结构，获得+2和+4氧化态是相当困难的；Ce3+(4f1)和Tb3+(4f8)失去一个电子即达稳定结构，因而出现+4氧化态；Eu3+(4f6)和Yb3+(4f13)接受一个电子即达稳定结构，因而易出现+2氧化态.3.镧系收缩定义指镧系元素的离子半径随原子序数的增加而依次减小的现象.有人也把这叫做“单向变化”.产生原因随原子序数增大，电子填入4f层，f电子云较分散，对5d

和6s

电子屏蔽不完全，Z*增大，对外层电子吸引力增大，使电子云更靠近核，造成了半径逐渐减小而产生了所谓“镧系收缩效应”.原子序数离子半径/pm575961636567697110510095908580

●使Y的原子半径处于Ho和Er之间，使其化学性质与镧系元素非常相似，在矿物中共生，分离困难,故在稀土元素分离中将其归于重稀土一组.产生影响●收缩缓慢是指相邻两个元素而言，两两之间的减小幅度不如其他过渡元素两两之间的减小幅度大，使镧系元素内部性质太相似，增加了分离困难；●也使镧系元素后的第三过渡系的离子半径接近于第二过渡系同族，如Zr4+(80pm)和Hf4+(81pm),Nb5+(70pm)和Ta5+(73pm)，Mo6+(62pm)和W6+(65pm),使其化学性质相似，在矿物中共生，分离困难；Question1为什么在镧系中离子半径会出现单向变化呢？为什么在Gd处出现一种不连续性呢？由于镧系元素三价离子的外围电子很有规律，由La至Lu其离子结构为f0至f14，因此离子半径会出现“单向变化”.镧系元素三价离子半径的变化中，在Gd处出现了微小的可以察觉的不连续性，原因是Gd3+离子具有半充满的4f7电子结构

，屏蔽能力略有增加，有效核电荷略有减小，所以Gd3+离子半径的减小要略微小些，这叫“钆断效应”.正是由于镧系离子的电子结构

，凡是与Ln3+离子密切联系的性质，也常呈现单向变化的规律.而且，在镧系元素化合物的有些性质中，也常常会出现“钆断效应”，即所谓的“两分组现象”.

镧系原子4f电子受核束缚，只有5d

和6s电子才能成为自由电子，RE(g)有3个电子(5d16s2)参与形成金属键，而Eu(g)和Yb(g)只有2个电子(6s2)参与，自然金属键弱些,显得半径大些.有人也把这叫做“双峰效应”.Question2为什么原子半径图中Eu和Yb出现峰值？5759616365676971210200190180170160原子半径/pm原子序数4.离子的颜色●周期性十分明显Ln3+离子在晶体或水溶液中的颜色原子序离子4f电子数颜色颜色4f电子数离子原子序5758596061626364La3+Ce3+Pr3+Nd3+Pm3+Sm3+Eu3+Gd3+01234567无无黄绿红紫粉红淡黄浅粉红无无无淡绿淡红淡黄浅黄绿浅粉红无1413121110987Lu3+Yb3+Tm3+Er3+Ho3+Dy3+Tb3+Gd3+7170696867666564●与f-f

跃迁有关可以简单地认为离子的颜色与4f亚层中的电子跃迁有关：La3+(4f0)和Lu3+(4f14)离子为无色，因为不可能发生f-f跃迁；另一稳定组态的离子Gd3+(4f7)和接近稳定组态的离子Ce3+(4f1),Eu3+(4f6),Tb3+(4f7)和Yb3+(4f13)的吸收峰在紫外区或红外区，因而显示无色或浅色.5.镧系元素离子和化合物的磁性镧系元素的磁性较复杂,磁性来源有电子的自悬和轨道运动两个方面.25.1.2镧系金属镧系金属是典型的金属元素,为银白色,较软,有延展性.活泼性仅次于碱金属和碱土金属.因此,镧系金属应保存在煤油里.镧系金属化学性质相当活泼●电极电势为-2.25~-2.52V,能与大多数非金属发生反应.室温下与卤素生成卤化物LnX3;在1273K,与氮气反应生成LnN.与沸腾的硫反应生成Ln2S3;与氢气反应生成LnH2、LnH3等非整比化合物;在高温下生成LnC2、Ln2O3、LnB4、LnB6等;与水反应生成不溶于水的氢氧化物或水合氧化物并放出氢气.镧系金属燃点低，用于制造民用打火石和军用发火合金。镧系金属及其合金具有吸收大量气体的能力，用于电子工业中的吸气材料。25.1.3镧系元素的重要化合物1.氧化态为+III的化合物制备

●Ln3+(aq)+NH3·H2O(或NaOH)→Ln(OH)3↓Ln2O3Pr2O3Nb2O3Er2O3CeO2白色深蓝浅蓝粉红淡黄

Pr6O11(4PrO2•Pr2O3),Tb4O7(2TbO7•Tb2O3)棕黑暗棕●Ln(OH)3Ln2(C2O4)3Ln2(CO3)3Ln

(NO3)3D性质●氧化物属碱性氧化物，不溶于碱而溶于酸；高温灼烧过的CeO2难溶于强酸，需要加入还原剂如以助溶；●氧化物是一种盐转化为另一种盐的重要中间体；●许多氧化物有重要的用途：Ln2O3

用于制造光学玻璃，

CeO2是抛光粉，Eu2O3用于制造彩色荧光粉等.氧化物和氢氧化物:白白浅绿紫红黄白白白黄黄浅红绿白白白Ln(OH)3的溶度积和开始沉淀的

pHLa(OH)3Ce(OH)3Pr(OH)3

Nd(OH)3Sm(OH)3Eu(OH)3Gd(OH)3Tb(OH)3Dy(OH)3Ho(OH)3Er(OH)3Tm(OH)3

Yb(OH)3Lu(OH)3

Y(OH)3开始沉淀的

pH硝酸盐氯化物硫酸盐Ln

(OH)3颜色7.827.607.357.316.926.916.84–––6.766.406.306.306.958.037.417.057.026.83–––––––––6.787.417.357.176.956.706.686.75–––6.506.216.186.186.831.0×10-191.5×10-202.7×10-221.9×10-216.8×10-223.4×10-222.1×10-222.0×10-221.4×10-22

5.0×10-231.3×10-233.3×10-242.9×10-242.5×10-24–●氢氧化物的碱性从上至下依次降低，这是因为Ln3+的离子势Z/r随原子序数的增大而增大有关.Ln(Ⅲ)的重要盐类化合物●可溶盐：LnCl3·nH2O,Ln(NO3)·H2O,Ln2(SO4)3

●难溶盐：Ln2(C2O4)3，Ln2(CO3)3，LnF3,LnPO4●Ln2O3(或Pr6O11,Tb4O7)+相应的酸(体积比1:1)慢慢加入到酸中至生成

相应盐的水合物●镧系盐的水合数是不同的，硝酸盐最高为6，硫酸盐为8，卤化物则是不同的：LnX3LaCePrNdPmSaEuGdTbDyHoErTmYbLuLnCl367LnBr367

LnI38

9

卤化物、硫酸盐、草酸盐:●无水盐的制备镧系无水盐的制备是比较麻烦的，因为直接加热会发生部分水解：

LnCl3·nH2OLnOCl↓+2HCl+(n-1)H2O

因此，通常要在氯化氢气流中或氯化铵存在下或真空脱水的方法制备.氯化铵存在下会抑制LnOCl的生成：

LnOCl+NH4ClLnCl3+H2O+2NH3∆LnCl3•nH2OHClHCl,H2O镧系元素硫酸盐与碱金属硫酸盐反应生成硫酸复盐：XLn2(SO4)3+yM2SO4+zH2OXLn2(SO4)3

•yM2SO4•

zH2O这一反应在稀土元素的分离工艺中是十分有用的，无论是自身之间的分离，还是稀土元素与非稀土元素（例如大量Fe3+）.

Ce(Ⅳ)和

Eu(Ⅱ)的化合物①Ce(Ⅳ)，●铈量法优点：Ce(SO4)2·2(NH4)2SO4·2H2O易制、易提纯、可直接配用，可在HCl介质中滴定(KMnO4法不行），无副作用.②Eu(Ⅱ)，这里Eu(OH)2

沉淀的pH较Ln(OH)3

高得多,分离后的溶液中加入BaCl2

和Na2SO4，可使EuSO4

和BaSO4共沉,用稀HNO3洗,沉淀中Eu2+→Eu3+(aq).Eu2+在空气中不稳定.2Eu3+(aq)

+Zn(s)Eu2+(aq)

+Zn2+(aq)●碱度法(alkalinitymethod)●4Ce(NO)3+O2+2H2O4Ce

(OH)4pH=0.7~1.02.氧化态为+IV和+II的化合物25.2.1稀土元素的分布、矿源及分组(1)存在

Ln

在地壳中的丰度

E(ppm)呈奇偶变化(服从Odd0-Harkins规则)42104521314138.74.74.92.21.82.30.40.6LaLu页岩中镧系元素的原子丰度731185777670.21111.5LaLu稀土矿中镧系元素的原子丰度25.2稀土元素据报道，世界稀土总含量估约4500万吨REO，我国稀土资源丰富，占世界储量80%,达3700万吨.据中国稀土协会估计，我国稀土总含量高达1亿吨.白云鄂博矿床距包头150公里，它是世界上最大的稀土资源，目前的稀土产量占全国的60%.国外稀土矿的主要产地有美国、印度、巴西、澳大利亚和俄罗斯等国。三大产地：包头、四川冕宁和江西.五大特点：储量大品种全品位高多种金属矿物伴生综合利用价值大有代表性的稀土矿物名称主要化学组成说明独居石(Ln,Th)PO4Ln主要代表

La,Ce

等轻稀土元素氟碳铈镧矿LnCO3FLn主要代表

La,Ce

等轻稀土元素磷钇矿YPO4除YPO4外，还含有重镧系元素磷酸盐2.稀土元素的分组轻稀土组重稀土组轻稀土组中稀土组重稀土组57La58Ce59Pr60Nd61Pm62Sm63Eu64Gd65Tb66Dy67Ho68Er69Tm70Yb71Lu

镧铈镨钕钷钐铕钆铽镝钬铒铥镱镥钆铽镝钬

铒铥镱镥另有四分组：57La58Ce59Pr60Nd镧铈镨钕钷钐铕钆61Pm62Sm63Eu64Gd64Gd65Tb66Dy67Ho68Er69Tm70Yb71Lu根据稀土元素原子的电子层构型、原子量大小分为轻稀土和重稀土。根据稀土元素硫酸盐溶液与Na2SO4等生成的稀土元素硫酸复盐在水溶液中的溶解度分为四组。25.2.2稀土元素的分离(1)分离方法稀土元素分离方法的原理和特点方法基本原理优点缺点分级结晶法溶解度不同原理、设备简单操作复杂、分离效果差分步沉淀法溶度积不同原理、设备简单操作复杂、分离效果差氧化还原法价态稳定性不同原理、操作简单、无非三价稳定态者不可效果满意化学分离法离子交换法与树脂、淋洗分离效果很好、周期长、成本高剂结合不同产品纯度高溶剂萃取法萃合物稳定性分离效果良好、纯某些试剂有毒不同度可满足要求

(2)溶剂萃取法萃取体系的有机相往往由惰性溶剂（如煤油）和萃取剂组成，分离镧系元素的萃取剂多为一些螯合试剂，例如二（2-乙基己基）磷酸（缩写为HDEHP).Ln3+(aq)+3(HDEHP)2(org)+3H2OLn[(HDEHP)2]3(org)+3H3O+(aq)原理：实验表明，一物质在互不混溶的两个液相中的浓度比为一常数：常数D叫分配比,c(O)和c(A)分别表示平衡系统中该物质的各种化学形式在有机相和水相的总浓度.分配比是有机相萃取能力的量度.若D1

和D2分别为某一体系中物质1和物质2的分配比，则：β叫分离系数或分离因数.β表示萃取体系对两物质进行分离的难易程度.显然，β=1的体系达不到分离目的.●形成螯合物的能力随Z的增大而增大●两相邻Ln3+

的β

值平均约为2.4●工业通过多级连续萃取3ROROORORO••

•HOOOPPLn3+3()其中R代表:CH3CH2CH2CH2CHCH2CH2CH3在

HClO4

介质中以

HDEHP—甲苯萃取稀土时的分离因数（相比=1：1，298K)Ce/Pr/Nd/Pm/Sm/Eu/Gd/Tb/Dy/Ho/Y/Er/Tm/Yb/Lu/LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoYErTmYb2.982.051.382.163.051.901.434.932.111.941.651.372.493.091.8622%w/w氨水50%

V/VHDEHP-ShellsolA稀土萃余水相料液100g•dm-3RE2O30.4Mol/LHCl2.25mol/LHCl洗液8mol/L反萃液全萃取全回流50级混合澄清槽

Gd或Sm产品段最后不含稀土的萃余水相(pH=3)钇族稀土5-10级反萃段萃取剂循环使用原理:以被分离物种在离子交换树脂固体表面与水溶液之间的平衡为基础.离子交换树脂是一种带有能电离极性基团的高分子聚合物，其极性基团能与溶液中的离子起交换作用而称之为活性基.(3)离子交换分离法●转化强酸性阳离子交换树脂（以NH4Cl溶液）R-SO3H+NH4++H2O→RSO3NH4+H3O+●吸附:Ln3+(aq)+3NH4+(res)=Ln3+(res)+3NH4+(aq)强酸型阳离子交换树脂(R—SO3H)弱酸型阳离子交换树脂(R—COOH)强碱型阴离子交换树脂(R—NX3)弱碱型阴离子交换树脂(R—NH2)阳离子型阴离子型阴离子交换树脂步

骤:●淋洗:Ln3+(res)+3RCOO-+3NH4+(aq)3NH4+(res)

+Ln(RCOO)3(aq)以2－羟基异丁酸铵为淋洗剂时重镧系元素的流出顺序可以看出，半径越小的Ln3+离子与配位阴离子形成的螯合物越稳定，因而转入水溶液的趋势也越大.淋洗中交替发生着无数次这种吸附与解吸附过程，导致小半径的Ln3+离子先于大半径的Ln3+离子出现在流出液中.(2)提取①分解精矿：湿法和火法以酸法分解LnCO3F矿为例：●将复盐转化为氢氧化物，转化过程中部分Ce(OH)3被氧化为Ce(OH)4:●盐酸溶解后的氯化物溶液浓缩结晶得产品.●浓H2SO4与精矿高温焙烧使之转化为镧系元素的可溶性硫酸盐：●于焙烧产物的水浸液中加入Na2SO4使Ln3+以硫酸复盐形式沉淀，以便与铁等大量非镧系杂质分离(反应见前).混合型精矿浓硫酸焙烧HF,SO2,CO2,SiF4,H2O吸收冷凝分解产物浸出水伯胺萃取渣清液复盐沉淀滤液复盐滤液稀土氢氧化物氢氧化钠溶液优先溶解稀土氯化物铁、钍氢氧化物②分离提纯：稀土与非稀土分离和稀土元素间相互分离硫酸复盐沉淀法：溶解度随原子序数的增大而增大，可分为三组：●难溶性的铈组稀土元素：La,Ce,Pr,Nd,Sm●微溶性的铽组稀土元素：Eu,Gd,Tb,Dy●可溶性的钆组稀土元素：Y,Ho,Tm,Yb,Lu③制备金属：熔盐电解法和金属热还原法●熔盐电解法●热还原法Question3

稀土矿的分离提纯中，如何将稀土与非稀土元素分离？常用的方法有：利用稀土硫酸复盐的难溶性使之与铁、磷等杂质元素分离；XLn2(SO4)3+yM2SO4+zH2O

XLn2(SO4)3

•yM2SO4•

zH2O利用稀土草酸盐的难溶性使之与可溶性的非稀土元素分离；

2RECl3+3H2C2O4+nH2O

RE2(C2O4)3

•nH2O+6HCl

3.利用萃取法，把稀土从杂质元素中分离出来.①稀土配合物与d

过渡金属配合物的比较●Ln3+因屏蔽稳定化能只有4.18kJ·mol-1，d区配合物的≥418kJ·mol-1；●4f轨道深埋于充满的5s和5p轨道之下，被屏蔽，难以发生导致d轨道分裂的那种金属与配体轨道间的强相互作用，配合时贡献小，与L间以离子键为主；●配位原子的配位能力顺序为0>N>S，而d区配合物的顺序为

N>S>O或S>N>O；●因半径大，对L的静电引力小，键强较弱；●CN大，可是6~12，而d

区的CN常为4或6.不作详细讨论。25.2.3稀土金属配合物②“电子云扩展效应”与稀土配合物的规律性大量事实表明：稀土配合物中的4f轨道被屏蔽并不是完全的，配位场的作用仍不可忽视.有一些镧系配合物并不是纯离子性的，而是有一定程度的共价性.这是在配位场的作用下，4f轨道仍有一点伸展扩大，与相反宇称的5d轨道混合而参与成键，从而有一定的共价性.这就是所谓的“电子云扩展效应”，即Nephelauxeticeffect.从而使稀土配合物的许多性质出现了各种规律(例如“斜W规则”、“双双效应”）.210-1-2L0356logDErLaGdLuNdPmHo以α-羟基异丁酸为淋洗剂时的阳离子交换分离镧系三价离子的logD与L的关系Question4

离子半径大的镧系离子对配合物键型有何影响？镧系元素配合物主要表现为离子键型，而过渡元素配合物主要表现为共价键型.4f和3d金属离子配合的比较性质镧系元素离子Ln3+

轻过渡元素离子M3+金属离子轨道4f3d离子半径/pm85-10660-75配位数6，7，8，9，10，11，124，6典型的配位多面体三角棱柱体，四方反锥体，平面正方形，正四面体，正八面体十二面体键型金属离子与配体轨道间相互作用很弱金属离子与配体轨道间相互作用很强键的方向性不明显很强键的强度F–>OH–>H2O>NO3–>

Cl–CN

–>NH3>

H2O>OH–溶液中的配合物离子型，配体交换快常是共价型，配体交换慢①磁性材料●永磁材料：永磁体最基本的作用是在某一特定空间产生一恒定磁场，维持此磁场并不需要任何外部能源.图中的磁体能吸起自重的800倍.●磁光材料：指在紫外到红外波段，具有磁光效应的光信息功能.如磁光光盘等.●超磁致伸缩材料：指稀土—铁汞化合物，具有比铁、镍等大得多的磁场伸缩值.可做声纳系统、驱动器等.25.2.4稀土元素及其化合物的应用发光、激光材料：固f-f、f-d

跃迁而使发出的光能量差大、波长短而成为发光宝库.③

玻璃陶瓷材料：光学玻璃、光纤

Y2O2S:Eu+α–Fe2O3

红色荧光粉的性质厂家陕西（大颗粒）东芝SPD-586发射峰626nm626nm色度值x0.642±0.0100.652±0.020y0.350±0.0100.341±0.020粒度9.5±2.0μm6.1±1.0μm

反射率500nm处,46-56%450nm:52±5%,625nm:>83.0%氧化铈在电子陶瓷中的应用稀土用途功能材料陶瓷电容器转换剂(BaCe)TiO3

半导体电容器低阻抗化(SrCe)TiO3

铈PTC热敏电阻半导体化(BaCe)TiO3

非线性电阻半导体化(SrCe)TiO3

陶瓷振子微粒子化(PbCe)TiO3

④贮氢、发热、超导材料LaNi53H2LaNi5H6微热（2—3）×105Pa贮氢合金的多种功能氢+合金氢化物放热吸热压力机械能化学能热能电能热泵充电电池氢的贮存、运输氢的分解、提纯催化剂传感器、控制器超导体的排斥磁场效应超导材料的两大特性：临界温度Tc以下电阻为零，具有非斥磁场效应.人们渴望制备超导电缆，因为它可减少或避免能量损失，如可使粒子加速器再极高能量下操作.

在冶金工业中的应用：铸铁、钢、有色金属，可改变结构性能.YBaCuYBa2Cu3O7的结构相当于失去部分O的钙钛矿1987年，中科院赵忠贤和美国Houston大学朱经武等独立发现YBa2Cu3O7

的超导体，Tc达95K.催化中的应用：石油裂化、汽车尾汽净化、合成橡胶以及石油化工等.⑦农业中的应用汽车尾气处理器：里面的催化剂是稀土化合物不同稀土使用方法对部分农作物增产效果的影响增产效果，%稀土使用方法春小麦花生大豆甜菜白菜浸种10.810.2拌种8.38.36.710.315.5喷施7.19.46.47.015.0⑧医药中的应用●抗凝血：因RE对Ca2+的拮抗作用所致●烧伤药物●抗炎、杀菌●抗动脉硬化作用●抗肿瘤●降血糖⑨织物纤维染色皮革鞣制和染色镀铬技术塑料助剂稀土制剂对皮肤病的疗效病例例数，人痊愈，人有效，人无效，人有效率，%脓疱疮9646351584.4虫咬皮炎442117686.4多发性疖疮341712585.3总1(1)锕系元素都具放射性25.3锕系元素(自学)

玛丽·居里(MarieS.Curie)法籍波兰人（1867--1934)

玛丽．居里是举世闻名的女科学家、两次诺贝尔奖金获得者.她在科学上的巨大成就和她那崇高的思想品质；赢得了世界人民的普遍赞誉.玛丽·届里面强地战斗了一年又一年，头上的白发一天天增多了，本来就消瘦的面容更清瘦了，可是她却乐此不疲，决心“不虚度一生.”她写了许多著名论文，完成了由镭盐分析出金属镭的精细实验.一九O七年，她提炼出纯氯化镭，精确地测定了它的原子量。一九一O年，她提炼出纯镭元素，并测出锗元素的各种特性，完成了她的名著《论放射性》一书.正是由于这些杰出的贡献，一九一一年，她再次荣获了诺贝尔化学奖.锕系元素的某些基本性质名称元素符号质量数半衰期An3+离子半径/pm氧化态锕钍镤铀镎钚镅锔锫锎锿镄钔锘铹AcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr22723223123823724424324724724925425725825926021.8a1.41×1010a3.28×104a4.47×109a2.41×106a8.1×107a7.38×103a1.6×107a1.38×103a350a277d100d55d1h3min1111081051031009998.59897.7(3)(4)(5),4(6),3,4,5(5),3,4,6,7(4),3,5,6(3),4,5,6(3),4(3),4(3),4(3),4(3),4(3),3(3),33(2)氧化态不再单一★虽然锕系元素的前一半容易显示高氧化态，但+3价离子的稳定性随着原子序数的增加而增加，而+3价是镧系元素的特征氧化态；★锕系元素的三氯化物，二氧化物以及许多盐与相应的镧系元素化合物类质同晶；最稳定氧化态溶液内不存在+2+3+4+5+6+7同作为f