錒

錒為銀白色金屬，熔點1320K±50K，沸點3470K±300K，密度（293K）10062kg/m³。金屬錒具有面心立方晶格。錒原子的外電子層構型為[Rn]6d¹7s²。錒的氧化態為+3。它的化學性質與鑭和釔十分相似。錒的氟化物、氫氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽和草酸鹽不溶於水。示蹤量的錒常用氟化鑭或草酸鑭共沉澱載帶。用離子交換色層分離（見稀土元素色層分離）或溶劑萃取法可使鑭系元素與錒分離。

由於鈾礦石中含有稀土元素，因此，從鈾礦石提取只能得到錒的濃縮物。在反應堆中用熱中子輻照鐳-226靶，由核反應可製得高純度的²²⁷Ac。用稀硝酸將輻照過的鐳靶溶解，加入濃硝酸使鐳沉澱。過濾，濾液通過陰離子交換樹脂柱，使Ac與釷-228分離。再用草酸鹽沉澱法提純錒，於973K温度下灼燒得到Ac₂O₃。比利時於20世紀70年代用這種方法，生產了約20g錒-227。

錒-227的半衰期為21.77年。它於1899年首先被法國科學家安德烈-德拜耳尼（André -Debierne）發現，隨後在1902年德國化學家弗雷德里奇-奧托-吉賽爾（Friedrich-Otto-Giesel）也獨立地發現了該元素。存在於瀝青鈾礦及其它含鈾礦物中。人工製備錒的數量極少，其在商業和科學研究方面極為有限。其名字來自於希臘文“aktinos”，意為“射線”或“光束”。

1789年克拉普羅特（M.H.Klaproth）從瀝青鈾礦中發現鈾，是錒系中第一個被發現的元素。1828年貝採利烏斯（J.J.Berzelius）發現釷。鈾和釷的發現為大部分其他錒系元素的製取開闢了道路。1899年在居里實驗室工作的德比爾納（A.L.Debierne）發現錒，1902年蓋瑟爾（F.Geisel）也獨立發現了錒。1913年法揚斯 （K.Fajans）和格林（O.G?hring）發現了鏷的同位素²³⁴Pa，1917年哈恩（O.Hahn）和梅特勒（L.Meitner）發現了²³¹Pa。1940年麥克米倫（E.M.McMillan）和艾貝爾森（P.H.Abelson）用中子輻照天然鈾得到鎿。同年，西博格（G.T.Seaborg）等用氘核轟擊鈾得到鈈。1944年他又利用鈈同位素的中子俘獲反應獲得鎇，用氦離子轟擊鈈同位素獲得鋦，1949年湯普森（S.G.Thompson）等人用氦離子轟擊²⁴¹Am獲得錇，1950年用氦離子轟擊²⁴²Cm獲得鐦。吉奧索（A.Ghiorso）等人又於1952年、1953年、1955年、1958年、1961年分別獲得鎄、鐨、鍆、鍩和鐒。

當前世界錒系各種元素的生產規模相差很大；鈾的年產量以萬噸計，釷以千噸計，鈈以噸計，鎿、鏷、鎇以公斤計，錒、鏷、鋦、鐦以克計，鐦外錒系元素以毫克甚至以原子數計。中國已製得所有的錒系元素。

錒系元素主要用作核反應堆的原料，便攜式的γ或X射線源；鈾和鈈等是製造核武器的主要原料。

錒在空氣中放置緩慢變成Ac₂O₃（三氧化二錒）；錒具有較強的鹼性。錒的常見氧化態為+Ⅱ和+Ⅲ。

已知的錒化合物十分少，主要有三氟化錒（AcF₃）、三氯化錒（AcCl₃）、三溴化錒（AcBr₃）、氟氧化錒（AcOF）、氯氧化錒（AcOCl）、溴氧化錒（AcOBr）、三硫化二錒（Ac₂S₃）、氧化錒（Ac₂O₃）和磷酸錒（AcPO₄）等。除AcPO₄以外，這些化合物中Ac都以+3氧化態存在，且都有相對應的鑭化合物。對應的鑭和錒化合物在晶格常數上的差異不超過百分之十。

錒系元素：週期系ⅢB族中原子序數為89 ~103 的 15種化學元素的統稱。包括錒（Ac）、釷（Th）、鏷（Pa）、鈾（U）、鎿（Np）、鈈（Pu）、鎇（Am）、鋦（Cm）、錇（Bk）、鐦（Cf）、鎄（Es）、鐨（Fm）、鍆（Md）、鍩（No）、鐒（Lr），它們都是放射性元素 。鈾以後的原子序數為93~109的17 種元素稱為超鈾元素 。前四種元素錒、釷 、鏷、鈾存在於自然界中 ，其餘11種全部用人工核反應合成 。錒系元素原子結構的特點是：錒以後的元素電子依次填充5f內電子層，它們的最外層的電子構型基本相同，使錒系元素之間的性質非常相似，與鑭系元素一樣，錒系元素中也存在着離子半徑收縮現象。

錒系元素都是金屬，與鑭系元素一樣，化學性質比較活潑。它們的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、高氯酸鹽可溶於水 ^[6]  ，氫氧化物、氟化物、草酸鹽不溶於水。大多數錒系元素能形成配位化合物 。α衰變和自發裂變是錒系元素的重要核特性，隨着原子序數的增大 ，半衰期依次縮短 ，鈾238的半衰期為4.468×10⁹年；鐒260的半衰期只有3分鐘。錒系元素的毒性和輻射（特別是吸入人體內的α輻射體）的危害較大，必須在有防護措施的密閉工作箱中操作這些物質。

在人工合成的錒系元素中，只有鈈、鎿、鎇、鋦的年產量達千克級以上，鐦僅為克量級，鎄以後的元素量極少，半衰期很短，僅用於研究。用途比較多的只限於鈾和釷，鈈在某些情況下用作核燃料。

錒為銀白色金屬，能在暗處發光；熔點1050℃沸點3200℃密度10.07克/釐米³，面心立方晶格。錒化學性質活潑，與鑭和釔十分相似，可直接與多種非金屬元素直接反應；錒有較強的鹼性。錒的剪切模量估計與鉛的相近。錒的放射性很強，它放射出的高能粒子足以將周圍的空氣電解，從而發出暗藍色的光錒主要用做航天器中的熱源。錒系元素都有放射性。 ^[3] 

在自然界，錒存在於鈾礦石中，由鈾衰變而來，三個天然放射系中有錒的兩個同位素²²⁷Ac及²²⁸Ac，分別存在於錒系及釷系中，是錒所有同位素中唯二的兩個天然放射性核素，如圖《錒系衰變鏈》所示。

在提取高放射純度²²⁷Ac的過程中，如果所用鈾礦石含有釷也即含有²²⁸Ac，由於²²⁸Ac的半衰期僅為6.15h，極易轉變成²²⁸Th（T−=1.9131a），在除去Th的時候，一定程度上可以認為²²⁸Ac也被除去，即使還有少量²²⁸Ac存在，經過不長的時間後，也會衰變完，並不會對²²⁷Ac的放射性純度造成太大的影響，也不會造成²²⁸Ac的濃集，因而造成²²⁰Rn對²¹⁹Rn射氣純度的影響。

錒系元素的用途越來越廣，鈾-233、鈾-235和鈈-239是核反應堆和核電站用的燃料，錒-227、鋦-244和鈈-238等則用作宇航飛行器的熱源。雖然錒天然存在於鈾礦裏，但含量極低。當人們真正需要一些錒的時候，可以用以下方法來生產：在核反應堆中用中子轟擊鐳-226，將它轉化為鐳-227，後者會以42分鐘的半衰期衰變為錒的長壽命同位素錒-227 ^[5]  。