錒系元素：清單、性質與放射性

錒系元素是從錒（89）到鐒（103）的 15 種放射性金屬。它們屬於第 7 週期，但在週期表中另列於主表下方的第二個獨立列。只有釷和鈾在自然界中大量存在；其他大多數是首先以人工方式製得的。

5f 系列

在錒系元素中，電子填入 5f 次殼層，就像鑭系元素填充 4f 一樣。由於 5f 和 6d 軌域的能量相近，規律性較差：錒是 [Rn] 6d¹ 7s²，釷是 [Rn] 6d² 7s²，鈾是 [Rn] 5f³ 6d¹ 7s²，鈈是 [Rn] 5f⁶ 7s²。到了鍩和鐒，5f 次殼層已經填滿。

格倫·西博格於 1944 年提出另列錒系元素一列的做法。在那之前，釷、鏷和鈾被放在鉿、鉭和鎢的下方。

每一種錒系元素都有放射性，沒有任何一種具有穩定同位素。釷-232 和鈾-238 的半衰期分別約為 140 億年和 45 億年，因此從地球形成以來一直留存至今，但較重的錒系元素衰變快得多。鑀和鐨最初是在 1952 年首次氫彈試爆的殘骸中發現的，鐨之後的元素只能在粒子加速器中一次製得幾個原子。

錒系元素最重要的反應是核分裂。吸收一個中子的鈾-235 原子核會分裂成兩個較小的原子核，並釋出更多中子和大量能量，例如鈾-235 + 中子 → 鋇-141 + 氪-92 + 3 個中子。這些中子再使更多原子核分裂，形成驅動核反應爐的連鎖反應。

錒系元素是緻密的銀色金屬，在空氣中會失去光澤。前段的錒系元素有多種氧化態，因為它們的 5f 電子容易失去：鈾和鈈的氧化態都可從 +3 到 +6。鈾與氟反應生成六氟化鈾（U + 3F₂ → UF₆），這是一種用於濃縮鈾的揮發性化合物。從鋂開始，錒系元素的表現更像鑭系元素，主要氧化態為 +3。

濃縮出鈾-235 的鈾是核能發電廠的燃料，鈈-239 則用於核武器和部分反應爐燃料。鈈-238 在衰變時持續放出穩定的熱，為航海家號等太空探測器以及好奇號和毅力號火星車提供動力。鋂-241 是許多家用煙霧偵測器中的輻射源。

鉲-252 是啟動反應爐的中子源，錒-225 則正在針對某些癌症進行測試。由於具有放射性且有毒，所有錒系元素都必須極為小心地處理。