الأكتينيد

Part of a series on the
Periodic table
Periodic table forms 18-column 32-column Alternative and extended forms
Periodic table history D. Mendeleev 1871 table 1869 predictions Discovery of elements Naming and etymology for people for places controversies (in East Asia) Systematic element names
Sets of elements
By periodic table structure Groups (1–18) 1 (alkali metals) 2 (alkaline earth metals) 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (pnictogens) 16 (chalcogens) 17 (halogens) 18 (noble gases) Periods (1–7, ...) 1 2 3 4 5 6 7 8+ Blocks (s, p, d, f, ...) Atomic orbitals Aufbau principle
By metallic classification Metals alkali alkaline earth transition post-transition lanthanide actinide Metalloids dividing metals and nonmetals Nonmetals nonmetal halogen noble gas
By other characteristics Coinage metals Platinum-group metals Precious metals Refractory metals Heavy metals Light metals Native metals Noble metals Main-group elements Rare-earth elements Transuranium elements Major, minor and trans- actinides
Elements
List of chemical elements by abundance (in human body) by atomic properties by isotope stability by symbol
Properties of elements Relative atomic mass Crystal structure Electron affinity configuration Electronegativity (Allen, Pauling) Goldschmidt classification Nutrition Valence
Data pages for elements Abundance Atomic radius Boiling point Critical point Density Elasticity Electrical resistivity Electron affinity / configuration Electronegativity Hardness Heat capacity / of fusion / of vaporization Ionization energy Melting point Oxidation state Speed of sound Thermal conductivity / expansion coefficient Vapor pressure
Category Chemistry Portal
v t e

تشمل سلسلة الأكتينيدات ( / ˈæktɪnaɪd / ) أو الأكتينويدات ( / ˈæktɪnɔɪd / ) على الأقل 14 عنصرًا كيميائيًا معدنيًا في السلسلة 5f، بأعداد ذرية من 89 إلى 102، الأكتينيوم حتى النوبيليوم . (الرقم 103، اللورنسيوم ، يتم تضمينه أحيانًا أيضًا على الرغم من كونه جزءًا من سلسلة الانتقال 6d.) تستمد سلسلة الأكتينيدات اسمها من العنصر الأول في السلسلة، الأكتينيوم. يستخدم الرمز الكيميائي غير الرسمي An في المناقشات العامة حول كيمياء الأكتينيدات للإشارة إلى أي أكتينيد. ^{[1] [2] [3]}

يوصي الكتاب الأحمر للاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية لعام 1985 باستخدام الأكتينويد بدلاً من الأكتينيد ، حيث تشير اللاحقة -ide عادةً إلى أيون سالب . ومع ذلك، نظرًا للاستخدام الحالي الواسع النطاق، لا يزال الأكتينيد مسموحًا به. نظرًا لأن الأكتينويد يعني حرفيًا شبيه الأكتينيوم (قارن بين الإنسان أو الروبوت )، فقد زعم لأسباب دلالية أن الأكتينيوم لا يمكن أن يكون أكتينويد منطقيًا، لكن الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية يعترف بإدراجه بناءً على الاستخدام الشائع. ^[4]

الأكتينيوم حتى النوبيليوم هي عناصر كتلة f ، بينما اللورنسيوم هو عنصر كتلة d ^{[5] [6]} ومعادن انتقالية . ^[7] تتوافق السلسلة في الغالب مع ملء غلاف الإلكترون 5f ، على الرغم من أن الذرات المعزولة في الحالة الأرضية لها تكوينات شاذة تتضمن ملء غلاف 6d بسبب التنافر بين الإلكترونيات. بالمقارنة مع اللانثانيدات ، والتي تتكون أيضًا في الغالب من عناصر كتلة f، تُظهر الأكتينيدات تكافؤًا أكثر تنوعًا . جميعها لها أقطار ذرية وأيونية كبيرة جدًا وتُظهر نطاقًا كبيرًا بشكل غير عادي من الخصائص الفيزيائية. بينما يتصرف الأكتينيوم والأكتينيدات المتأخرة (من الكوريوم فصاعدًا) بشكل مشابه لللانثانيدات، فإن عناصر الثوريوم والبروتكتينيوم واليورانيوم تشبه إلى حد كبير المعادن الانتقالية في كيميائها ، مع احتلال النبتونيوم والبلوتونيوم والأمريسيوم موقعًا وسيطًا .

جميع الأكتينيدات مشعة وتطلق الطاقة عند التحلل الإشعاعي؛ اليورانيوم والثوريوم الطبيعيان، والبلوتونيوم المنتج صناعيًا هما الأكتينيدات الأكثر وفرة على الأرض. وقد استُخدمت هذه العناصر في المفاعلات النووية ، واليورانيوم والبلوتونيوم عنصران أساسيان في الأسلحة النووية . كما أن لليورانيوم والثوريوم استخدامات حالية أو تاريخية متنوعة، ويُستخدم الأمريسيوم في غرف التأين في معظم أجهزة الكشف عن الدخان الحديثة .

من بين الأكتينيدات، يوجد الثوريوم البدائي واليورانيوم بشكل طبيعي بكميات كبيرة. ينتج التحلل الإشعاعي لليورانيوم كميات عابرة من الأكتينيوم والبروتكتينيوم، وتنتج ذرات النبتونيوم والبلوتونيوم أحيانًا من تفاعلات التحويل في خامات اليورانيوم . الأكتينيدات الأخرى هي عناصر اصطناعية بحتة . ^{[1] [8]} أطلقت تجارب الأسلحة النووية ستة أكتينيدات على الأقل أثقل من البلوتونيوم في البيئة ؛ أظهر تحليل الحطام الناتج عن انفجار قنبلة هيدروجينية عام 1952 وجود الأمريسيوم والكوريوم والبركيليوم والكاليفورنيوم والأينشتاينيوم والفيرميوم . ^[9 ]

في عروض الجدول الدوري ، عادة ما يتم عرض عناصر الكتلة f على شكل صفين إضافيين أسفل الهيكل الرئيسي للجدول. ^[1] هذه الاتفاقية هي مسألة جمالية وعملية تنسيق بالكامل؛ الجدول الدوري واسع التنسيق الذي نادرًا ما يستخدم يُدرج السلسلة 4f و5f في أماكنها الصحيحة، كأجزاء من الصفوف السادسة والسابعة من الجدول (الفترات).

تخليق عناصر ما بعد اليورانيوم ^{[10] [ملاحظات 1]}

عنصر	سنة	طريقة
النبتونيوم	1940	قصف 238 U بالنيوترونات
البلوتونيوم	1941	قصف 238 يو بالديوترونات
الأمريسيوم	1944	قصف البلوتونيوم 239 بالنيوترونات
كوريوم	1944	قصف البلوتونيوم 239 بجسيمات ألفا
بِركيليوم	1949	قصف 241 Am بجسيمات ألفا
كاليفورنيوم	1950	قصف 242 سم بجسيمات ألفا
أينشتاينيوم	1952	كمنتج للانفجار النووي
فيرميوم	1952	كمنتج للانفجار النووي
مندليفيوم	1955	قصف 253 Es بجسيمات ألفا
نوبليوم	1965	قصف 243 صباحا بـ 15 شمالا أو 238 شرقا بـ 22 شمالا
اللورنسيوم	1961 –1971	قصف 252 Cf بـ 10 B أو 11 B و 243 Am بـ 18 O

مثل اللانثانيدات ، تشكل الأكتينيدات عائلة من العناصر ذات الخصائص المتشابهة. داخل الأكتينيدات، هناك مجموعتان متداخلتان: عناصر ما بعد اليورانيوم ، والتي تتبع اليورانيوم في الجدول الدوري ؛ وعناصر ما بعد البلوتونيوم، والتي تتبع البلوتونيوم. بالمقارنة مع اللانثانيدات، والتي (باستثناء البروميثيوم ) توجد في الطبيعة بكميات كبيرة، فإن معظم الأكتينيدات نادرة. لا يوجد معظمها في الطبيعة، ومن بين تلك الموجودة، الثوريوم واليورانيوم فقط يوجدان بكميات أكبر من النزرة. الأكتينيدات الأكثر وفرة أو التي يتم تصنيعها بسهولة هي اليورانيوم والثوريوم، يليهما البلوتونيوم والأمريسيوم والأكتينيوم والبروتكتينيوم والنبتونيوم والكوريوم. ^[11]

اقترح إنريكو فيرمي وجود عناصر ما بعد اليورانيوم في عام 1934 ، بناءً على تجاربه. ^{[12] [13]} ومع ذلك، على الرغم من أن أربعة أكتينيدات كانت معروفة بحلول ذلك الوقت، إلا أنه لم يكن من المفهوم بعد أنها تشكل عائلة مماثلة لللانثانيدات. كان الرأي السائد الذي هيمن على الأبحاث المبكرة في ما بعد اليورانيوم هو أنها عناصر منتظمة في الفترة السابعة، مع الثوريوم والبروتكتينيوم واليورانيوم المقابلة للهفنيوم والتنتالوم والتنغستن في الفترة السادسة ، على التوالي. قوض تخليق ما بعد اليورانيوم تدريجيًا وجهة النظر هذه. بحلول عام 1944، دفعت ملاحظة أن الكوريوم فشل في إظهار حالات أكسدة أعلى من 4 (بينما نظيره المفترض في الفترة السادسة، البلاتين ، يمكن أن يصل إلى حالة أكسدة 6) جلين سيبورج إلى صياغة " فرضية الأكتينيد ". قدمت دراسات الأكتينيدات المعروفة واكتشافات المزيد من العناصر فوق اليورانيوم المزيد من البيانات لدعم هذا الموقف، لكن عبارة "فرضية الأكتينيدات" (التي تعني ضمناً أن "الفرضية" هي شيء لم يتم إثباته بشكل حاسم) ظلت قيد الاستخدام النشط من قبل العلماء حتى أواخر الخمسينيات. ^{[14] [15]}

في الوقت الحاضر، هناك طريقتان رئيسيتان لإنتاج نظائر عناصر البلوتونيوم: (1) تشعيع العناصر الأخف وزناً بالنيوترونات ؛ (2) التشعيع بجسيمات مشحونة متسارعة. الطريقة الأولى أكثر أهمية للتطبيقات، حيث يسمح التشعيع بالنيوترون باستخدام المفاعلات النووية فقط بإنتاج كميات كبيرة من الأكتينيدات الاصطناعية؛ ومع ذلك، فهو يقتصر على العناصر الخفيفة نسبيًا. تتمثل ميزة الطريقة الثانية في أنه يمكن الحصول على عناصر أثقل من البلوتونيوم، بالإضافة إلى النظائر التي تفتقر إلى النيوترون، والتي لا تتشكل أثناء التشعيع بالنيوترون. ^[16]

في الفترة من 1962 إلى 1966، كانت هناك محاولات في الولايات المتحدة لإنتاج نظائر البلوتونيوم باستخدام سلسلة من ستة انفجارات نووية تحت الأرض . تم استخراج عينات صغيرة من الصخور من منطقة الانفجار مباشرة بعد الاختبار لدراسة منتجات الانفجار، ولكن لم يتم الكشف عن أي نظائر ذات عدد كتلة أكبر من 257، على الرغم من التوقعات بأن مثل هذه النظائر سيكون لها عمر نصف طويل نسبيًا من تحلل ألفا . وقد نُسب هذا عدم الملاحظة إلى الانشطار التلقائي بسبب السرعة الكبيرة للمنتجات وقنوات الاضمحلال الأخرى، مثل انبعاث النيوترونات والانشطار النووي . ^[17]

كان اليورانيوم والثوريوم أول الأكتينيدات التي تم اكتشافها . تم التعرف على اليورانيوم في عام 1789 من قبل الكيميائي الألماني مارتن هاينريش كلابروث في خام البتشبلند . أطلق عليه اسم كوكب أورانوس ، ^[8] الذي تم اكتشافه قبل ثماني سنوات. تمكن كلابروث من ترسيب مركب أصفر (من المحتمل أن يكون ثنائي يورانات الصوديوم ) عن طريق إذابة البتشبلند في حمض النيتريك وتحييد المحلول بهيدروكسيد الصوديوم . ثم قام باختزال المسحوق الأصفر الناتج بالفحم، واستخرج مادة سوداء ظنها معدنًا. ^[18] بعد ستين عامًا، حددها العالم الفرنسي يوجين ميلكيور بيليجوت على أنها أكسيد اليورانيوم. كما عزل أول عينة من معدن اليورانيوم عن طريق تسخين رباعي كلوريد اليورانيوم مع البوتاسيوم المعدني . ^[19] تم حساب الكتلة الذرية لليورانيوم على أنها 120، لكن ديمتري مندلييف في عام 1872 صححها إلى 240 باستخدام قوانينه الدورية. تم تأكيد هذه القيمة تجريبياً في عام 1882 بواسطة ك. زيمرمان. ^{[20] [21]}

اكتشف فريدريش فولر أكسيد الثوريوم في معدن الثوريانيت ، الذي عُثر عليه في النرويج (1827). ^{[22] وصف} يونس جاكوب بيرزيليوس هذه المادة بمزيد من التفصيل في عام 1828. من خلال اختزال رباعي كلوريد الثوريوم بالبوتاسيوم، عزل المعدن وأطلق عليه اسم الثوريوم نسبة إلى إله الرعد والبرق الإسكندنافي ثور . ^{[23] [24]} استخدم بيليجوت نفس طريقة العزل لاحقًا لليورانيوم. ^[8]

تم اكتشاف الأكتينيوم في عام 1899 بواسطة أندريه لويس ديبيرن ، مساعد ماري كوري ، في نفايات البيتشبلند المتبقية بعد إزالة الراديوم والبولونيوم. ووصف المادة (في عام 1899) بأنها مشابهة للتيتانيوم ^[25] و (في عام 1900) بأنها مشابهة للثوريوم. ^[26] ومع ذلك، تم التشكيك في اكتشاف ديبيرن للأكتينيوم في عام 1971 ^[27] و 2000، ^{[28] بحجة أن منشورات ديبيرن في عام 1904 تتناقض مع عمله السابق في 1899-1900. هذا الرأي ينسب بدلاً من ذلك إلى عمل} فريدريش أوسكار جيزيل عام 1902 ، الذي اكتشف عنصرًا مشعًا يسمى الإمانيوم يتصرف بشكل مشابه لللانثانوم. يأتي اسم الأكتينيوم من الكلمة اليونانية القديمة : ακτίς، ακτίνος (aktis، aktinos) ، وتعني شعاع أو شعاع. لم يتم اكتشاف هذا المعدن من خلال إشعاعه الخاص ولكن من خلال إشعاع المنتجات التابعة. ^{[29] [30]} ونظرًا للتشابه الوثيق بين الأكتينيوم واللانثانوم ووفرته المنخفضة، لم يكن من الممكن إنتاج الأكتينيوم النقي إلا في عام 1950. ربما تم تقديم مصطلح الأكتينيد بواسطة فيكتور جولدشميت في عام 1937. ^{[31] [32]}

ربما تم عزل البروتكتينيوم في عام 1900 بواسطة ويليام كروكس . ^[33] تم التعرف عليه لأول مرة في عام 1913، عندما واجه كازيمير فاجانز وأوزوالد هيلموت جورينج النظير قصير العمر ^{234 م} باسكال (نصف عمر 1.17 دقيقة) أثناء دراستهم لسلسلة اضمحلال اليورانيوم ^238. أطلقوا على العنصر الجديد اسم بريفيوم (من الكلمة اللاتينية بريفيس والتي تعني مختصر)؛ ^{[34] [35]} تم تغيير الاسم إلى بروتوأكتينيوم (من الكلمة اليونانية πρῶτος + ἀκτίς والتي تعني "أول عنصر شعاعي") في عام 1918 عندما اكتشفت مجموعتان من العلماء، بقيادة النمساوية ليز مايتنر وأوتو هان من ألمانيا وفريدريك سودي وجون أرنولد كرانستون من بريطانيا العظمى، بشكل مستقل عنصرًا أطول عمرًا بكثير وهو ²³¹ باسكال. تم اختصار الاسم إلى بروتكتينيوم في عام 1949. لم يتم وصف هذا العنصر إلا قليلاً حتى عام 1960، عندما عزل ألفريد مادوك وزملاؤه في المملكة المتحدة 130 جرامًا من البروتكتينيوم من 60 طنًا من النفايات المتبقية بعد استخراج اليورانيوم من خامه. ^[36]

تم اكتشاف النبتونيوم (الذي سمي على اسم كوكب نبتون ، الكوكب التالي خارج أورانوس، والذي سمي اليورانيوم على اسمه) بواسطة إدوين ماكميلان وفيليب إتش آبلسون في عام 1940 في بيركلي، كاليفورنيا . ^[37] لقد أنتجوا نظير ²³⁹ Np (نصف عمر 2.4 يوم) عن طريق قصف اليورانيوم بالنيوترونات البطيئة . ^[36] كان أول عنصر ما بعد اليورانيوم يتم إنتاجه صناعيًا. ^[38]

لا توجد عناصر ما بعد اليورانيوم بكميات كبيرة في الطبيعة ويتم تصنيعها عادة عن طريق التفاعلات النووية التي يتم إجراؤها بالمفاعلات النووية. على سبيل المثال، تحت الإشعاع بنيوترونات المفاعل، يتحول اليورانيوم 238 جزئيًا إلى البلوتونيوم 239 :

${\displaystyle {\ce {{^{238}_{92}U}+{}_{0}^{1}n->{}_{92}^{239}U->[\beta ^{-}][23.5\ {\ce {min}}]{}_{93}^{239}Np->[\beta ^{-}][2.3\ {\ce {days}}]{}_{94}^{239}Pu}}\left({\ce {->[\alpha ][2.4\cdot 10^{4}\ {\ce {years}}]}}\right){\ce {^{235}_{92}U}}}$

تم استخدام تفاعل التوليف هذا بواسطة فيرمي وزملائه في تصميم المفاعلات الموجودة في موقع هانفورد ، والتي أنتجت كميات كبيرة من البلوتونيوم 239 للأسلحة النووية لمشروع مانهاتن والترسانة النووية للولايات المتحدة بعد الحرب. ^[39]

يتم تصنيع الأكتينيدات ذات أعلى أعداد كتلة عن طريق قصف اليورانيوم والبلوتونيوم والكوريوم والكاليفورنيوم بأيونات النيتروجين أو الأكسجين أو الكربون أو النيون أو البورون في مسرع الجسيمات . وبالتالي تم إنتاج النوبيليوم عن طريق قصف اليورانيوم 238 بالنيون 22

${\displaystyle {\ce {_{92}^{238}U + _{10}^{22}Ne -> _{102}^{256}No + 4_0^1n}}}$.

تم تصنيع أول نظائر لعناصر البلوتونيوم، الأمريسيوم-241 والكوريوم -242 ، في عام 1944 بواسطة جلين تي سيابورج ورالف أ. جيمس وألبرت جيورسو . ^[40] تم الحصول على الكوريوم-242 عن طريق قصف البلوتونيوم-239 بجسيمات ألفا 32 ميجا إلكترون فولت:

${\displaystyle {\ce {_{94}^{239}Pu + _2^4He -> _{96}^{242}Cm + _0^1n}}}$.

كما تم إنتاج نظائر الأميريسيوم-241 والكوريوم-242 عن طريق تشعيع البلوتونيوم في مفاعل نووي. وقد سُمي العنصر الأخير على اسم ماري كوري وزوجها بيير اللذين اشتهرا باكتشاف الراديوم وعملهما في مجال النشاط الإشعاعي . ^[41]

أدى قصف الكوريوم-242 بجسيمات ألفا إلى إنتاج نظير الكاليفورنيوم ²⁴⁵ Cf في عام 1950، وأدى إجراء مماثل إلى إنتاج البركيليوم-243 من الأمريسيوم-241 في عام 1949. ^[42] تم تسمية العناصر الجديدة على اسم بيركلي، كاليفورنيا ، قياسًا على نظيره اللانثانيدي التربيوم ، والذي تم تسميته على اسم قرية إيتربي في السويد. ^[43]

في عام 1945، حصل بي بي كانينجهام على أول مركب كيميائي بكميات كبيرة من عنصر البلوتونيوم، وهو هيدروكسيد الأمريسيوم . ^[44] وعلى مدى بضع سنوات، تراكمت كميات بالمليجرام من الأمريسيوم وكميات بالميكروجرام من الكوريوم مما سمح بإنتاج نظائر البركيليوم ^{[45] [46]} والكاليفورنيوم. ^{[47] [48] [49]} تم إنتاج كميات كبيرة من هذه العناصر في عام 1958، ^[50] وتم الحصول على أول مركب كاليفورنيوم (0.3 ميكروجرام من CfOCl) في عام 1960 بواسطة بي بي كانينجهام وجاي سي والمان. ^[51]

تم التعرف على الآينشتاينيوم والفيرميوم في عامي 1952 و1953 في تداعيات التجربة النووية " آيفي مايك " (1 نوفمبر 1952)، وهي أول تجربة ناجحة لقنبلة هيدروجينية. أدى التعرض الفوري لليورانيوم 238 لتدفق نيوتروني كبير ناتج عن الانفجار إلى إنتاج نظائر ثقيلة من اليورانيوم، بما في ذلك اليورانيوم 253 واليورانيوم 255، وأدى تحلل بيتا إلى إنتاج الآينشتاينيوم 253 والفيرميوم 255. تم الاحتفاظ باكتشاف العناصر الجديدة والبيانات الجديدة حول التقاط النيوترون سراً في البداية بناءً على أوامر الجيش الأمريكي حتى عام 1955 بسبب توترات الحرب الباردة . ^{[9] [52]} ومع ذلك، تمكن فريق بيركلي من تحضير الآينشتاينيوم والفيرميوم بوسائل مدنية، من خلال القصف النيوتروني للبلوتونيوم 239، ونشر هذا العمل في عام 1954 مع إخلاء المسؤولية عن أنه لم يكن الدراسات الأولى التي أجريت على تلك العناصر. ^{[53] [54]} تم رفع السرية عن دراسات "آيفي مايك" ونشرها في عام 1955. ^[52] تم إنتاج أول كميات كبيرة (أقل من الميكروجرام) من الآينشتاينيوم في عام 1961 بواسطة كانينغهام وزملائه، ولكن لم يتم ذلك للفرميوم بعد. ^[55]

تم تصنيع أول نظير للمندليفيوم، ²⁵⁶ Md (نصف عمر 87 دقيقة)، بواسطة ألبرت جيورسو، وجلين تي سيابورج، وغريغوري روبرت تشوبين ، وبرنارد جي هارفي، وستانلي جيرالد طومسون عندما قاموا بقصف هدف ²⁵³ Es بجسيمات ألفا في جهاز الدوران الدائري مقاس 60 بوصة في مختبر بيركلي للإشعاع ؛ كان هذا أول نظير لأي عنصر يتم تصنيعه ذرة واحدة في كل مرة. ^[56]

كانت هناك عدة محاولات للحصول على نظائر النوبليوم من قبل المجموعات السويدية (1957) والأمريكية (1958)، ولكن النتيجة الموثوقة الأولى كانت تخليق ²⁵⁶ نو بواسطة المجموعة الروسية لجورجي فليوروف في عام 1965، كما اعترف بذلك الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية في عام 1992. في تجاربهم، قصف فليوروف وآخرون اليورانيوم 238 بالنيون 22. ^[10]

في عام 1961، حصل غيورسو وآخرون على أول نظير للورنسيوم عن طريق تشعيع الكاليفورنيوم ( الكاليفورنيوم-252 في الغالب ) بأيونات البورون-10 والبورون -11 . ^[10] لم يتم تحديد الرقم الكتلي لهذا النظير بوضوح (ربما 258 أو 259) في ذلك الوقت. في عام 1965، قام فلايروف وآخرون بتصنيع ²⁵⁶ Lr من ²⁴³ Am و ¹⁸ O. وبالتالي اعترف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية بفرق الفيزياء النووية في دوبنا وبيركلي كمكتشفين مشاركين للورنسيوم.

الخواص النووية لنظائر أهم نظائر البلوتونيوم [57] [58] [59]
النظير	نصف العمر	احتمال الانشطار التلقائي بنسبة %	طاقة الانبعاث (MeV) (العائد بنسبة%)		النشاط النوعي (بيكريل/كجم) [ ملاحظات 2]
			ألفا	غاما	جسيمات ألفا وبيتا	انشطار
241 صباحا	432.2(7) ي	4.3(18) × 10 −10	5.485 (84.8) 5.442 (13.1) 5.388 (1.66)	0.059 (35.9) 0.026 (2.27)	1.27 × 1014	546.1
243 صباحا	7.37(4) × 103 سنوات	3.7(2) × 10 −9	5.275 (87.1) 5.233 (11.2) 5.181 (1.36)	0.074 (67.2) 0.043 (5.9)	7.39 × 1012	273.3
242 سم	162.8(2) د	6.2(3) × 10 −6	6.069 (25.92) 6.112 (74.08)	0.044 (0.04) 0.102 (4 × 10 −3 )	1.23 × 1017	7.6 × 109
244 سم	18.10(2) ي	1.37(3) × 10 −4	5.762 (23.6) 5.804 (76.4)	0.043 (0.02) 0.100 (1.5 × 10 −3 )	2.96 × 1015	4.1 × 109
245 سم	8.5(1) × 103 سنوات	6.1(9) × 10 −7	5.529 (0.58) 5.488 (0.83) 5.361 (93.2)	0.175 (9.88) 0.133 (2.83)	6.35 × 1012	3.9 × 104
246 سم	4.76(4) × 103 سنوات	0.02615(7)	5.343 (17.8) 5.386 (82.2)	0.045 (19)	1.13 × 1013	2.95 × 109
247 سم	1.56(5) × 107 سنوات	—	5.267 (13.8) 5.212 (5.7) 5.147 (1.2)	0.402 (72) 0.278 (3.4)	3.43 × 109	—
248 سم	3.48(6) × 105 سنوات	8.39(16)	5.034 (16.52) 5.078 (75)	—	1.40 × 1011	1.29 × 1010
249 كتاب	330(4)د	4.7(2) × 10 −8	5.406 (1 × 10 −3 ) 5.378 (2.6 × 10 −4 )	0.32 (5.8 × 10 −5 )	5.88 × 1016	2.76 × 107
249 قدم مربع	351(2) ي	5.0(4) × 10 −7	6.193 (2.46) 6.139 (1.33) 5.946 (3.33)	0.388 (66) 0.333 (14.6)	1.51 × 1014	7.57 × 105
250 قدم مكعب	13.08(9) سنة	0.077(3)	5.988 (14.99) 6.030 (84.6)	0.043	4.04 × 1015	3.11 × 1012
251 قدم مربع	900(40) سنة	؟	6.078 (2.6) 5.567 (0.9) 5.569 (0.9)	0.177 (17.3) 0.227 (6.8)	5.86 × 1013	—
252 قدم مكعب	2.645(8) سنة	3.092(8)	6.075 (15.2) 6.118 (81.6)	0.042 (1.4 × 10 −2 ) 0.100 (1.3 × 10 −2 )	1.92 × 1016	6.14 × 1014
254 قدم مكعب	60.5(2) د	≈100	5.834 (0.26) 5.792 (5.3 × 10 −2 )	—	9.75 × 1014	3.13 × 1017
253 إس	20.47(3) د	8.7(3) × 10 −6	6.540 (0.85) 6.552 (0.71) 6.590 (6.6)	0.387 (0.05) 0.429 (8 × 10 −3 )	9.33 × 1017	8.12 × 1010
254 إس	275.7(5)د	< 3 × 10 −6	6.347 (0.75) 6.358 (2.6) 6.415 (1.8)	0.042 (100) 0.034 (30)	6.9 × 1016	—
255 إس	39.8(12) د	0.0041(2)	6.267 (0.78) 6.401 (7)	—	4.38 × 1017 (β) 3.81 × 1016 (ألفا)	1.95 × 1013
255 اف ام	20.07(7) ساعة	2.4(10) × 10 −5	7.022 (93.4) ​​6.963 (5.04) 6.892 (0.62)	0.00057 (19.1) 0.081 (1)	2.27 × 1019	5.44 × 1012
256 اف ام	157.6(13) دقيقة	91.9(3)	6.872 (1.2) 6.917 (6.9)	—	1.58 × 1020	1.4 × 1019
257 اف ام	100.5(2) د	0.210(4)	6.752 (0.58) 6.695 (3.39) 6.622 (0.6)	0.241 (11) 0.179 (8.7)	1.87 × 1017	3.93 × 1014
256 م د	77(2) دقيقة	—	7.142 (1.84) 7.206 (5.9)	—	3.53 × 1020	—
257 م د	5.52(5) ساعة	—	7.074 (14)	0.371 (11.7) 0.325 (2.5)	8.17 × 1019	—
258 م د	51.5(3)د	—	6.73	—	3.64 × 1017	—
255 لا	3.1(2) دقيقة	—	8.312 (1.16) 8.266 (2.6) 8.121 (27.8)	0.187 (3.4)	8.78 × 1021	—
259 لا	58(5) دقيقة	—	7.455 (9.8) 7.500 (29.3) 7.533 (17.3)	—	4.63 × 1020	—
256 ليرة	27(3) ثانية	< 0.03	8.319 (5.4) 8.390 (16) 8.430 (33)	—	5.96 × 1022	—
257 ليرة لبنانية	646(25) مللي ثانية	—	8.796 (18) 8.861 (82)	—	1.54 × 1024	—

يُعرف 33 نظيرًا للأكتينيوم وثماني حالات متزامرة مثارة لبعض نويداته ، تتراوح في العدد الكتلي من 204 إلى 236. ^[57] تم العثور على ثلاثة نظائر، ²²⁵ Ac و ²²⁷ Ac و ²²⁸ Ac ، في الطبيعة وتم إنتاج الباقي في المختبر؛ تُستخدم النظائر الطبيعية الثلاثة فقط في التطبيقات. الأكتينيوم 225 هو عضو في سلسلة النبتونيوم المشع ؛ ^[60] تم اكتشافه لأول مرة في عام 1947 كمنتج تحلل لليورانيوم 233 وهو باعث ألفا بنصف عمر 10 أيام. الأكتينيوم 225 أقل توفرًا من الأكتينيوم 228، ولكنه أكثر وعدًا في تطبيقات التتبع الإشعاعي. ^[30] يوجد الأكتينيوم 227 (نصف عمر 21.77 عامًا) في جميع خامات اليورانيوم، ولكن بكميات صغيرة. يحتوي جرام واحد من اليورانيوم (في حالة التوازن الإشعاعي) على 2 × 10 فقط⁻¹⁰ جرام من ²²⁷ Ac. ^{[30] [57]} الأكتينيوم 228 هو عضو في سلسلة الثوريوم المشعة التي تتكون من تحلل ²²⁸ Ra ؛ ^[60] إنه باعث β ⁻ بنصف عمر 6.15 ساعة. في طن واحد من الثوريوم يوجد 5 × 10⁻⁸ جرام من ²²⁸ Ac. تم اكتشافه بواسطة أوتو هان في عام 1906. ^[30]

هناك 32 نظيرًا معروفًا للثوريوم تتراوح أعداد كتلته من 207 إلى 238. ^[57] ومن بين هذه النظائر، فإن أطول عمرًا هو ²³² ثوريوم، حيث يبلغ نصف عمره1.4 × 10 ¹⁰  سنة تعني أنه لا يزال موجودًا في الطبيعة كنواة بدائية . أطول عمر ثاني هو ²³⁰ Th، وهو ناتج اضمحلال وسيط لـ ²³⁸ U بنصف عمر 75400 عام. العديد من نظائر الثوريوم الأخرى لها نصف عمر يزيد عن يوم واحد؛ كل هذه أيضًا عابرة في سلاسل اضمحلال ²³² Th و ²³⁵ U و ²³⁸ U.

من المعروف أن هناك 28 نظيرًا للبروتكتينيوم بأعداد كتلة تتراوح بين 212 و239 ^[57] بالإضافة إلى ثلاث حالات متزامرة مثارة . تم العثور على ²³¹ باسكال و ²³⁴ باسكال فقط في الطبيعة. جميع النظائر لها أعمار قصيرة، باستثناء البروتكتينيوم-231 (نصف عمر 32760 عامًا). النظائر الأكثر أهمية هي ²³¹ باسكال و ²³³ باسكال ، وهو منتج وسيط في الحصول على اليورانيوم-233 وهو الأكثر تكلفة بين النظائر الاصطناعية للبروتكتينيوم. يتمتع ²³³ باسكال بنصف عمر مناسب وطاقة إشعاع جاما ، وبالتالي تم استخدامه في معظم دراسات كيمياء البروتكتينيوم. البروتكتينيوم-233 هو باعث بيتا بنصف عمر 26.97 يومًا. ^{[57] [61]}

هناك 27 نظيرًا معروفًا لليورانيوم ، لها أعداد كتلة 215-242 (باستثناء 220). ^[58] ثلاثة منها، ²³⁴ U و ²³⁵ U و ²³⁸ U، موجودة بكميات ملحوظة في الطبيعة. من بين أمور أخرى، الأهم هو ²³³ U، وهو منتج نهائي لتحويل ²³² Th المشع بواسطة نيوترونات بطيئة. يتمتع ²³³ U بكفاءة انشطار أعلى بكثير بواسطة نيوترونات منخفضة الطاقة (حرارية)، مقارنة بـ ²³⁵ U على سبيل المثال. أجريت معظم دراسات كيمياء اليورانيوم على اليورانيوم 238 نظرًا لنصف عمره الطويل الذي يبلغ 4.4 × 10⁹ سنوات. ^[62]

يوجد 25 نظيرًا للنبتونيوم بأعداد كتلة تتراوح بين 219 و244 (باستثناء 221)؛ ^[58] وكلها شديدة الإشعاع. والأكثر شيوعًا بين العلماء هو نظير ²³⁷ Np طويل العمر (t _1/2  = 2.20 × 10^{6 سنوات) و 239} نيوبيومقصير العمر ^{، 238} نيوبيوم (ت _1/2  ~ 2 يوم). ^[38]

هناك 20 نظيرًا معروفًا للبلوتونيوم ، لها أعداد كتلة تتراوح بين 228 و247. ^[58] النظير الأكثر استقرارًا للبلوتونيوم هو ²⁴⁴ Pu بنصف عمر يبلغ 8.13 × 10⁷ سنوات. ^[57]

من المعروف أن هناك ثمانية عشر نظيرًا للأمريسيوم بأعداد كتلة من 229 إلى 247 (باستثناء 231). ^[58] والأهم هما ²⁴¹ Am و ²⁴³ Am، وهما منبعثان لأشعة ألفا ويصدران أيضًا أشعة غاما ناعمة ولكنها مكثفة؛ ويمكن الحصول على كليهما في شكل نقي نظيريًا. تمت دراسة الخصائص الكيميائية للأمريسيوم لأول مرة باستخدام ²⁴¹ Am، ولكن تم تحويلها لاحقًا إلى ²⁴³ Am، وهو أقل إشعاعًا بنحو 20 مرة. عيب ²⁴³ Am هو إنتاج النظير الابن قصير العمر ²³⁹ Np، والذي يجب مراعاته في تحليل البيانات. ^[63]

من بين 19 نظيرًا للكوريوم ، تتراوح في عدد كتلها من 233 إلى 251، ^[58] فإن أكثرها سهولة هي ²⁴² Cm و ²⁴⁴ Cm؛ وهما منبعثان للأشعة ألفا، ولكن بعمر أقصر بكثير من نظائر الأمريسيوم. لا تصدر هذه النظائر أي إشعاعات غاما تقريبًا، ولكنها تخضع للانشطار التلقائي مع الانبعاث المصاحب للنيوترونات. تتشكل نظائر الكوريوم الأطول عمرًا ( ^245-248 Cm، جميعها منبعثة للأشعة ألفا) كخليط أثناء تشعيع البلوتونيوم أو الأمريسيوم بالنيوترونات. عند التعرض للإشعاع لفترة قصيرة، يهيمن على هذا الخليط ²⁴⁶ Cm، ثم يبدأ ²⁴⁸ Cm في التراكم. يتمتع كلا النظيرين، وخاصة ²⁴⁸ Cm، بنصف عمر أطول (3.48 × 10^{يبلغ عمر نظائر الكوريوم 247} سم (1.56 × 10 ) وهي أكثر ملاءمة لإجراء البحوث الكيميائية من نظائر ²⁴² سم و ²⁴⁴ سم، ولكنها تتمتع أيضًا بمعدل انشطار تلقائي مرتفع إلى حد ما. ^{يتمتع نظائر 247} سم بأطول عمر بين نظائر الكوريوم (1.5610)^{تتكون النيوترونات من ذرات صغيرة جدًا ( تصل إلى حوالي 7} سنوات)، ولكنها لا تتشكل بكميات كبيرة بسبب الانشطار القوي الناجم عن النيوترونات الحرارية.

تم التعرف على سبعة عشر نظيرًا للبركيليوم بأعداد كتلة 233 و234 و236 و238 و240-252. ^[58] يتوفر ²⁴⁹ Bk فقط بكميات كبيرة؛ وله عمر نصف قصير نسبيًا يبلغ 330 يومًا وينبعث منه في الغالب جسيمات بيتا ناعمة ، وهي غير ملائمة للكشف. إشعاع ألفا الخاص به ضعيف إلى حد ما (1.45 × 10⁻³ % بالنسبة لإشعاع بيتا)، ولكن يستخدم أحيانًا للكشف عن هذا النظير. ²⁴⁷ Bk هو باعث ألفا بنصف عمر طويل يبلغ 1380 عامًا، ولكن من الصعب الحصول عليه بكميات ملحوظة؛ فهو لا يتشكل عند تشعيع البلوتونيوم بالنيوترون لأن تحلل بيتا لنظائر الكوريوم ذات العدد الكتلي الأقل من 248 غير معروف. ^[63] ( ²⁴⁷ Cm سيطلق في الواقع طاقة عن طريق تحلل بيتا إلى ²⁴⁷ Bk، ولكن لم يُشاهد هذا من قبل.)

تتكون النظائر العشرون للكاليفورنيوم ذات الأعداد الكتلية 237-256 في المفاعلات النووية؛ ^[58] الكاليفورنيوم-253 هو باعث بيتا والباقي باعث ألفا. النظائر ذات الأعداد الكتلية الزوجية ( ²⁵⁰ كافور و ²⁵² كافور و ²⁵⁴ كافور) لها معدل انشطار تلقائي مرتفع، وخاصة ²⁵⁴ كافور الذي يتحلل 99.7% منه بالانشطار التلقائي. يتمتع الكاليفورنيوم-249 بنصف عمر طويل نسبيًا (352 عامًا) وانشطار تلقائي ضعيف وانبعاث غاما قوي مما يسهل التعرف عليه. لا يتشكل ²⁴⁹ Cf بكميات كبيرة في المفاعل النووي بسبب التحلل البطيء لـ β للنظير الأصلي ²⁴⁹ Bk والمقطع العرضي الكبير للتفاعل مع النيوترونات، ولكن يمكن تراكمه في الشكل النقي النظيري كمنتج تحلل β لـ ²⁴⁹ Bk (المختار مسبقًا). يتكون الكاليفورنيوم الناتج عن إشعاع المفاعل للبلوتونيوم في الغالب من ²⁵⁰ Cf و ²⁵² Cf، حيث يكون الأخير هو السائد لتأثيرات النيوترونات الكبيرة، ودراسته تعوقها الإشعاع النيوتروني القوي. ^[64]

خصائص بعض أزواج نظائر البلوتونيوم ^[65]

النظير الأصلي	ت 1/2	النظير الابنة	ت 1/2	الوقت المناسب لإقامة التوازن الإشعاعي
243 صباحا	7370 سنة	239 ن ب	2.35 يوم	47.3 يوما
245 سم	8265 سنة	241 بو	14 سنة	129 سنة
247 سم	1.64 × 107 سنوات	243 بو	4.95 ساعة	7.2 يوما
254 إس	270 يوما	250 بك	3.2 ساعة	35.2 ساعة
255 إس	39.8 يوما	255 اف ام	22 ساعة	5 أيام
257 اف ام	79 يوما	253 قدم مكعب	17.6 يوما	49 يوما

من بين 18 نظيرًا معروفًا للأينشتاينيوم بأعداد كتلة من 240 إلى 257، ^[58] فإن أرخصها هو ²⁵³ Es. وهو باعث ألفا بنصف عمر 20.47 يومًا، وانبعاث غاما ضعيف نسبيًا ومعدل انشطار تلقائي صغير مقارنة بنظائر الكاليفورنيوم. كما ينتج الإشعاع النيوتروني المطول نظيرًا طويل العمر ²⁵⁴ Es (t _1/2  = 275.5 يومًا). ^[64]

من المعروف أن عشرين نظيرًا للفيرميوم لها أعداد كتلة تتراوح بين 241 و260. ²⁵⁴ Fm و ²⁵⁵ Fm و ²⁵⁶ Fm هي نظائر باعثة للأشعة ألفا ذات عمر نصف قصير (ساعات)، ويمكن عزلها بكميات كبيرة. يمكن أن تتراكم ²⁵⁷ Fm (t _1/2 = 100 يوم) عند التعرض للإشعاع القوي لفترات طويلة. تتميز كل هذه النظائر بمعدلات عالية من الانشطار التلقائي. ^{[64] [66]}

من بين 17 نظيرًا معروفًا للمندليفيوم (أرقام الكتلة من 244 إلى 260)، ^[58] فإن أكثر النظائر دراسة هو ²⁵⁶ Md، والذي يتحلل بشكل أساسي من خلال التقاط الإلكترون (الإشعاع ألفا هو ≈10٪) بنصف عمر 77 دقيقة. نظير آخر من باعث ألفا، ²⁵⁸ Md، له نصف عمر 53 يومًا. يتم إنتاج كلا النظيرين من أينشتاينيوم نادر ( ²⁵³ Es و ²⁵⁵ Es على التوالي)، مما يحد من توفرهما. ^[57]

النظائر طويلة العمر للنوبيليوم ونظائر اللورنسيوم (والعناصر الأثقل) لها أعمار نصف قصيرة نسبيًا. بالنسبة للنوبيليوم، هناك 13 نظيرًا معروفًا بأعداد كتلة 249-260 و262. تمت دراسة الخصائص الكيميائية للنوبيليوم واللورنسيوم باستخدام ²⁵⁵ No (t _1/2  = 3 دقائق) و ²⁵⁶ Lr (t _1/2  = 35 ثانية). أطول نظير للنوبيليوم عمرًا، ²⁵⁹ No، له عمر نصف يبلغ حوالي ساعة واحدة. ^[57] يحتوي اللورنسيوم على 14 نظيرًا معروفًا بأعداد كتلة 251-262 و264 و266. وأكثرها استقرارًا هو ²⁶⁶ Lr بعمر نصف يبلغ 11 ساعة.

من بين كل هذه، النظائر الوحيدة التي توجد بكميات كافية في الطبيعة ليتم اكتشافها في أي شيء أكثر من الآثار ولها مساهمة قابلة للقياس في الأوزان الذرية للأكتينيدات هي ²³² Th و ²³⁵ U و ²³⁸ U البدائية، وثلاثة منتجات تحلل طويلة العمر لليورانيوم الطبيعي، ²³⁰ Th و ²³¹ Pa و ²³⁴ U. يتكون الثوريوم الطبيعي من 0.02(2)% ²³⁰ Th و99.98(2)% ²³² Th؛ يتكون البروتكتينيوم الطبيعي من 100% ²³¹ Pa؛ ويتكون اليورانيوم الطبيعي من 0.0054(5)% ²³⁴ U و0.7204(6)% ²³⁵ U و99.2742(10)% ²³⁸ U. ^[67]

الشكل الموضح للأكتينيدات هو جدول للنويدات مع عدد النيوترونات على المحور الأفقي (النظائر) وعدد البروتونات على المحور الرأسي (العناصر). تقسم النقطة الحمراء النويدات إلى مجموعتين، لذا فإن الشكل أكثر إحكاما. يتم تمثيل كل نويدة بمربع به العدد الكتلي للعنصر ونصف عمره. ^[68] تتميز نظائر الأكتينيد الموجودة بشكل طبيعي (Th، U) بحدود عريضة، ويكون لون باعثات ألفا أصفر، ويكون لون باعثات بيتا أزرق. يشير اللون الوردي إلى التقاط الإلكترون ( ^{236 Np)، بينما يمثل اللون الأبيض} حالة مستقرة طويلة الأمد ( ²⁴² Am).

يتميز تكوين نويدات الأكتينيد بشكل أساسي بما يلي: ^[69]

• تفاعلات التقاط النيوترون (n,γ)، والتي يتم تمثيلها في الشكل بواسطة سهم قصير إلى اليمين.
• يتم أيضًا أخذ التفاعلات (n,2n) والتفاعلات الأقل حدوثًا (γ,n) في الاعتبار، ويتم تمييز كل منهما بسهم قصير إلى اليسار.
• وفي حالات نادرة أكثر، ولا يحدث ذلك إلا عن طريق النيوترونات السريعة، يحدث التفاعل (n,3n)، والذي يتم تمثيله في الشكل بمثال واحد، يتم تمييزه بسهم طويل إلى اليسار.

بالإضافة إلى هذه التفاعلات النووية التي يسببها النيوترونات أو جاما ، فإن التحويل الإشعاعي لنويدات الأكتينيدات يؤثر أيضًا على مخزون النويدات في المفاعل. يتم تمييز أنواع الاضمحلال هذه في الشكل بواسطة أسهم قطرية. يلعب اضمحلال بيتا ناقص ، المميز بسهم يشير إلى أعلى اليسار، دورًا رئيسيًا في توازن كثافات الجسيمات للنويدات. لا تحدث النويدات التي تتحلل عن طريق انبعاث البوزيترون (اضمحلال بيتا زائد) أو التقاط الإلكترون (ϵ) في المفاعل النووي إلا كنواتج لتفاعلات الضربة القاضية؛ يتم تمييز اضمحلالاتها بأسهم تشير إلى أسفل اليمين. نظرًا لنصف العمر الطويل للنويدات المعطاة، فإن اضمحلال ألفا لا يلعب أي دور تقريبًا في تكوين واضمحلال الأكتينيدات في مفاعل الطاقة، حيث أن وقت إقامة الوقود النووي في قلب المفاعل قصير نوعًا ما (بضع سنوات). الاستثناءات هي النويدتان قصيرتا العمر نسبيًا ²⁴² Cm (T _1/2  = 163 d) و ²³⁶ Pu (T _1/2  = 2.9 y). في هاتين الحالتين فقط، يتم تمييز تحلل ألفا على خريطة النويدات بسهم طويل يشير إلى الأسفل إلى اليسار. لا يمكن إنتاج عدد قليل من نظائر الأكتينيد طويلة العمر، مثل ²⁴⁴ Pu و ²⁵⁰ Cm، في المفاعلات لأن التقاط النيوترونات لا يحدث بسرعة كافية لتجاوز النويدات قصيرة العمر التي تتحلل بيتا ²⁴³ Pu و ²⁴⁹ Cm؛ ومع ذلك، يمكن توليدها في الانفجارات النووية، والتي لديها تدفقات نيوترونية أعلى بكثير.

الثوريوم واليورانيوم هما أكثر الأكتينيدات وفرة في الطبيعة بتركيزات كتلة 16 جزء في المليون و4 جزء في المليون على التوالي. [ ₇₀ ^] يوجد اليورانيوم في الغالب في قشرة الأرض كمزيج من أكاسيده في معدن اليورانينيت ، والذي يُطلق عليه أيضًا اسم البتشبلند بسبب لونه الأسود. هناك عشرات من معادن اليورانيوم الأخرى مثل الكارنوتيت (KUO2VO4 _· 3H2O ₎ والأوتونيت ( Ca(UO2 ₎ 2 ₍ PO4 ₎ 2 _· nH2O ₎ . التركيب النظيري لليورانيوم الطبيعي هو ²³⁸ U (الوفرة النسبية 99.2742 ٪) و ²³⁵ U (0.7204٪) و ²³⁴ U (0.0054٪)؛ من هذه العناصر، يتمتع ²³⁸ U بأكبر عمر نصف يبلغ 4.51 × 10⁹ سنوات. ^{[71] [72]} بلغ الإنتاج العالمي من اليورانيوم في عام 2009 ما يقرب من 50.572 طنًا ، منها 27.3٪ تم استخراجها في كازاخستان . ومن بين الدول المهمة الأخرى في تعدين اليورانيوم كندا (20.1٪) وأستراليا (15.7٪) وناميبيا (9.1٪) وروسيا (7.0٪) والنيجر (6.4٪). ^[73]

محتوى البلوتونيوم في خامات اليورانيوم والثوريوم ^[74]

خام	موقع	محتوى اليورانيوم ، %	نسبة الكتلة 239 Pu/خام	النسبة 239 Pu/U ( × 10-12 )
اليورانينيت	كندا	13.5	9.1 × 10-12	7.1
اليورانينيت	الكونغو	38	4.8 × 10-12	12
اليورانينيت	كولورادو ، الولايات المتحدة	50	3.8 × 10-12	7.7
المونازيت	البرازيل	0.24	2.1 × 10-14	8.3
المونازيت	كارولينا الشمالية ، الولايات المتحدة	1.64	5.9 × 10-14	3.6
فيرجسونيت	-	0.25	<1 × 10-14	<4
كارنوتيت	-	10	<4 × 10-14	<0.4

أكثر معادن الثوريوم وفرة هي الثوريانيت ( ThO2 ) والثوريت ( ThSiO4 ₎ والمونازيت ( (Th,Ca,Ce)PO4 _{) . تحتوي معظم معادن الثوريوم على} اليورانيوم والعكس صحيح؛ وكلها تحتوي على جزء كبير من اللانثانيدات. توجد رواسب غنية من معادن الثوريوم في الولايات المتحدة (440.000 طن) وأستراليا والهند (~300.000 طن لكل منهما) وكندا (~100.000 طن). ^[75]

تبلغ وفرة الأكتينيوم في قشرة الأرض حوالي 5 × 10 فقط.⁻¹⁵ %. ^[61] يوجد الأكتينيوم في الغالب في المعادن المحتوية على اليورانيوم، ولكن أيضًا في المعادن الأخرى، وإن كان بكميات أصغر كثيرًا. يتوافق محتوى الأكتينيوم في معظم الأجسام الطبيعية مع التوازن النظيري للنظير الأصلي ²³⁵ U، ولا يتأثر بهجرة الأكتينيوم الضعيفة. ^[30] البروتكتينيوم أكثر وفرة (10 ⁻¹² %) في قشرة الأرض من الأكتينيوم. تم اكتشافه في خام اليورانيوم عام 1913 بواسطة فاجانز وجورينج. ^[34] كأكتينيوم، يتبع توزيع البروتكتينيوم توزيع ²³⁵ U. ^[61]

إن عمر النصف لأطول نظير للنبتونيوم عمرًا، ²³⁷ Np ، لا يُذكر مقارنة بعمر الأرض. وبالتالي، فإن النبتونيوم موجود في الطبيعة بكميات لا تُذكر تنتج كمنتجات اضمحلال وسيطة لنظائر أخرى. ^[38] تم العثور على آثار البلوتونيوم في معادن اليورانيوم لأول مرة في عام 1942، وتم تلخيص النتائج الأكثر منهجية على ²³⁹ Pu في الجدول (لم يتم الكشف عن أي نظائر بلوتونيوم أخرى في تلك العينات). الحد الأعلى لوفرة أطول نظير للبلوتونيوم عمرًا، ²⁴⁴ Pu، هو 3 × 10⁻²⁰ %. لم يكن من الممكن اكتشاف البلوتونيوم في عينات تربة القمر. ونظرًا لندرته في الطبيعة، يتم إنتاج معظم البلوتونيوم صناعيًا. ^[74]

نظرًا لقلة وفرة الأكتينيدات، فإن استخلاصها عملية معقدة ومتعددة الخطوات. تُستخدم عادةً فلوريدات الأكتينيدات لأنها غير قابلة للذوبان في الماء ويمكن فصلها بسهولة عن طريق تفاعلات الأكسدة والاختزال . يتم اختزال الفلوريدات بالكالسيوم أو المغنيسيوم أو الباريوم : ^[76]

${\displaystyle {\begin{array}{l}{}\\{\ce {2AmF3{}+3Ba->[{\ce {1150-1350^{\circ }C}}]3BaF2{}+2Am}}\\{\ce {PuF4{}+2Ba->[{\ce {1200^{\circ }C}}]2BaF2{}+Pu}}\\{\ce {UF4{}+2Mg->[{\ce {>500^{\circ }C}}]U{}+2MgF2}}\\{}\end{array}}}$

من بين الأكتينيدات، يعد الثوريوم واليورانيوم أسهل العناصر التي يمكن عزلها. يتم استخراج الثوريوم في الغالب من المونازيت : يتفاعل بيروفوسفات الثوريوم (ThP2O7 _{) مع} حمض النيتريك ، ويتم معالجة نترات الثوريوم الناتجة باستخدام فوسفات التريبوتيل . يتم فصل شوائب العناصر النادرة عن طريق زيادة الرقم الهيدروجيني في محلول الكبريتات. ^[76]

في طريقة استخلاص أخرى، يتم تحلل المونازيت بمحلول مائي بنسبة 45% من هيدروكسيد الصوديوم عند 140 درجة مئوية. يتم استخراج هيدروكسيدات المعادن المختلطة أولاً، وتصفيتها عند 80 درجة مئوية، وغسلها بالماء وإذابتها بحمض الهيدروكلوريك المركز . بعد ذلك، يتم تحييد المحلول الحمضي بالهيدروكسيدات إلى درجة حموضة = 5.8 مما يؤدي إلى ترسب هيدروكسيد الثوريوم (Th(OH) ₄ ) الملوث بحوالي 3% من هيدروكسيدات العناصر الأرضية النادرة؛ ويبقى باقي هيدروكسيدات العناصر الأرضية النادرة في المحلول. يتم إذابة هيدروكسيد الثوريوم في حمض غير عضوي ثم تنقيته من العناصر الأرضية النادرة . الطريقة الفعالة هي إذابة هيدروكسيد الثوريوم في حمض النيتريك، لأنه يمكن تنقية المحلول الناتج عن طريق الاستخلاص بالمذيبات العضوية: ^[76]

Th(OH) ₄ + 4 HNO3 _→ Th (NO3 ₎ 4 ₊ 4 _H2O

يتم فصل الثوريوم المعدني عن أكسيد اللامائي ، الكلوريد أو الفلوريد عن طريق تفاعله مع الكالسيوم في جو خامل: ^[78]

ThO2 + 2 Ca _→ 2 CaO + Th

في بعض الأحيان يتم استخلاص الثوريوم عن طريق التحليل الكهربائي للفلوريد في خليط من الصوديوم وكلوريد البوتاسيوم عند درجة حرارة تتراوح بين 700 و800 درجة مئوية في بوتقة من الجرافيت . يمكن استخلاص الثوريوم النقي للغاية من يوديده باستخدام عملية الشريط البلوري . ^[79]

يتم استخراج اليورانيوم من خاماته بطرق مختلفة. في إحدى الطرق، يتم حرق الخام ثم التفاعل مع حمض النيتريك لتحويل اليورانيوم إلى حالة مذابة. معالجة المحلول بمحلول فوسفات التريبوتيل (TBP) في الكيروسين يحول اليورانيوم _إلى شكل عضوي UO2 ₍ NO3 ₎ 2 ₍ TBP) ₂ . يتم ترشيح الشوائب غير القابلة للذوبان ويتم استخراج اليورانيوم عن طريق التفاعل مع الهيدروكسيدات مثل ( _NH4 ) _2U2O7 أو _مع بيروكسيد الهيدروجين _مثل UO4 · _2H2O . [ 76 ^]

عندما يكون خام اليورانيوم غنيًا بمعادن مثل الدولوميت والمغنيسيوم وما إلى ذلك، فإن هذه المعادن تستهلك الكثير من الأحماض. في هذه الحالة، تُستخدم طريقة الكربونات لاستخراج اليورانيوم. مكونها الرئيسي هو محلول مائي من كربونات الصوديوم ، والذي يحول اليورانيوم إلى مركب [UO2 ₍ CO3 ₎ 3 _] 4− ^، وهو مستقر في المحاليل المائية عند تركيزات منخفضة من أيونات الهيدروكسيد. تتمثل مزايا طريقة كربونات الصوديوم في أن المواد الكيميائية لها قابلية تآكل منخفضة (مقارنة بالنترات) وأن معظم المعادن غير اليورانيوم تترسب من المحلول. العيب هو أن مركبات اليورانيوم الرباعية التكافؤ تترسب أيضًا. لذلك، يتم معالجة خام اليورانيوم بكربونات الصوديوم عند درجة حرارة مرتفعة وتحت ضغط الأكسجين:

2 _UO2 + O2 ₊ 6 CO2^2-
₃→ 2 [ _UO2 ( _CO3 ) ₃ ] ⁴⁻

تشير هذه المعادلة إلى أن أفضل مذيب لمعالجة كربونات اليورانيوم هو خليط من الكربونات مع البيكربونات. عند درجة الحموضة العالية، يؤدي هذا إلى ترسب ثنائي اليورانات ، والذي يتم معالجته بالهيدروجين في وجود النيكل مما ينتج عنه رباعي كربونات اليورانيوم غير القابل للذوبان. ^[76]

تستخدم طريقة فصل أخرى الراتنجات البوليمرية كمحلول إلكتروليت متعدد . تؤدي عمليات التبادل الأيوني في الراتنجات إلى فصل اليورانيوم. يتم غسل اليورانيوم من الراتنجات بمحلول نترات الأمونيوم أو حمض النيتريك الذي ينتج _نترات اليورانيوم ، UO2 ₍ NO3 ₎ 2 _· 6H2O _. عند تسخينه، يتحول إلى UO3 ، والذي يتحول إلى _UO2 مع الهيدروجين:

UO3 + _H2 → _UO2 + _H2O​​

يؤدي تفاعل ثاني أكسيد اليورانيوم مع حمض الهيدروفلوريك إلى تحويله إلى رباعي فلوريد اليورانيوم ، والذي ينتج عنه معدن اليورانيوم عند التفاعل مع معدن المغنيسيوم: ^[78]

4 HF + UO2 _→ UF4 ₊ 2 _H2O

لاستخراج البلوتونيوم، يتم إذابة اليورانيوم المشع بالنيوترون في حمض النيتريك، ويضاف عامل اختزال ( FeSO4 ، أو H2O2 ) إلى المحلول الناتج. تعمل هذه الإضافة على تغيير حالة أكسدة البلوتونيوم من +6 إلى +4، بينما يظل اليورانيوم في شكل نترات اليورانيوم (UO2 (NO3) ₂ ) _{. يتم} معالجة _{المحلول بعامل اختزال} وتحييده بكربونات الأمونيوم إلى درجة حموضة = 8 مما يؤدي إلى ترسب مركبات Pu4 ⁺ . ^[76]

في طريقة أخرى، Pu ⁴⁺ و UO²⁺
₂يتم استخلاصها أولاً باستخدام فوسفات التريبوتيل، ثم يتم التفاعل مع الهيدرازين لغسل البلوتونيوم المسترد. ^[76]

تكمن الصعوبة الرئيسية في فصل الأكتينيوم في تشابه خصائصه مع خصائص اللانثانوم. وبالتالي، يتم تصنيع الأكتينيوم إما في تفاعلات نووية من نظائر الراديوم أو فصله باستخدام إجراءات التبادل الأيوني. ^[30]

تمتلك الأكتينيدات خصائص مشابهة للانثانيدات. فكما تمتلئ أغلفة الإلكترون 4f في اللانثانيدات، تمتلئ أغلفة الإلكترون 5f في الأكتينيدات. ولأن أغلفة 5f و6d و7s و7p متقاربة في الطاقة، تنشأ العديد من التكوينات غير المنتظمة؛ وبالتالي، في ذرات الطور الغازي، تمامًا كما يظهر أول إلكترون 4f فقط في السيريوم، فإن أول إلكترون 5f يظهر لاحقًا، في البروتكتينيوم. ومع ذلك، تمامًا كما أن اللانثانوم هو أول عنصر يستخدم غلاف 4f في المركبات، ^[80] فإن الأكتينيوم هو أول عنصر يستخدم غلاف 5f في المركبات. ^[81] تكتمل أغلفة f معًا، في الإيتربيوم والنوبليوم. ^[82] تم الحصول على أول دليل تجريبي على ملء غلاف 5f في الأكتينيدات بواسطة ماكميلان وأبيلسون في عام 1940. ^[83] كما هو الحال في اللانثانيدات (انظر انكماش اللانثانيدات )، يتناقص نصف القطر الأيوني للأكتينيدات بشكل رتيب مع العدد الذري (انظر أيضًا انكماش الأكتينويد ). ^[84]

لا يتطابق تحول تكوينات الإلكترونات في الطور الغازي دائمًا مع السلوك الكيميائي. على سبيل المثال، يمتد بروز أعلى حالة أكسدة تشبه المعدن الانتقالي المبكر، والذي يتوافق مع إزالة جميع إلكترونات التكافؤ، حتى اليورانيوم على الرغم من أن أغلفة 5f تبدأ في الامتلاء قبل ذلك. من ناحية أخرى، تبدأ تكوينات الإلكترونات التي تشبه متجانسات اللانثانيدات بالفعل في البلوتونيوم، على الرغم من أن السلوك المماثل لللانثانيدات لا يصبح مهيمنًا حتى يبدأ النصف الثاني من السلسلة في الكوريوم. تشكل العناصر بين اليورانيوم والكوريوم انتقالًا بين هذين النوعين من السلوك، حيث تستمر حالات الأكسدة الأعلى في الوجود، ولكنها تفقد الاستقرار فيما يتعلق بالحالة +3. ^[82] تصبح الحالة +2 أكثر أهمية بالقرب من نهاية السلسلة، وهي حالة الأكسدة الأكثر استقرارًا للنوبليوم، آخر عنصر 5f. ^[82] ترتفع حالات الأكسدة مرة أخرى فقط بعد النوبليوم، مما يدل على أن سلسلة جديدة من المعادن الانتقالية 6d قد بدأت: يظهر اللورنسيوم فقط حالة الأكسدة +3، والرذرفورديوم فقط حالة الأكسدة +4، مما يجعلهما متشابهين مع اللوتيتيوم والهافنيوم في الصف 5d. ^[82]

خصائص الأكتينيدات (كتلة النظير الأطول عمراً موجودة بين قوسين مربعين) ^{[72] [85]}

عنصر	التيار المتردد	ذ	با	و	ن ب	بو	أكون	سم	بك	راجع	إس	اف ام	دكتوراه في الطب	لا	لير
شحنة اللب ( Z )	89	90	91	92	93	94	95	96	97	98	99	100	101	102	103
الكتلة الذرية	[227]	232.0377(4)	231.03588(2)	238.02891(3)	[237]	[244]	[243]	[247]	[247]	[251]	[252]	[257]	[258]	[259]	[266]
عدد النظائر الطبيعية [86]	3	8	3	8	3	4	0	0	0	0	0	0	0	0	0
النظائر الطبيعية [86] [87]	225، 227، 228	227–234	231، 233، 234	233–240	237، 239، 240	238-240، 244	—	—	—	—	—	—	—	—	—
نظائر الكمية الطبيعية	—	230, 232	231	234، 235، 238	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
أطول النظائر عمرا	227	232	231	238	237	244	243	247	247	251	252	257	258	259	266
نصف عمر النظير الأطول عمرا	21.8 سنة	14 مليار سنة	32500 سنة	4.47 مليار سنة	2.14 مليون سنة	80.8 مليون سنة	7,370 سنة	15.6 مليون سنة	1380 سنة	900 سنة	1.29 سنة	100.5 يوم	52 يوما	58 دقيقة	11 ساعة
النظير الأكثر شيوعا	227	232	231	238	237	239	241	244	249	252	253	255	256	255	260
عمر النصف للنظير الأكثر شيوعًا	21.8 سنة	14 مليار سنة	32500 سنة	4.47 مليار سنة	2.14 مليون سنة	24100 سنة	433 سنة	18.1 سنة	320 يوما	2.64 سنة	20.47 يوما	20.07 ساعة	78 دقيقة	3.1 دقيقة	2.7 دقيقة
التكوين الإلكتروني في الحالة الأرضية (الطور الغازي)	6د 1 7ث 2	6د 2 7ث 2	5ف 2 6د 1 7ث 2	5ف 3 6 د 1 7ث 2	5ف 4 6 د 1 7ث 2	5ف 6 7ث 2	5ف 7 7ث 2	5ف 7 6 د 1 7ث 2	5ف 9 7ث 2	5ف 10 7ث 2	5ف 11 7ث 2	5ف 12 7ث 2	5ف 13 7ث 2	5ف 14 7ث 2	5ف 14 7ث 2 7ب 1
حالات الأكسدة	2, 3	2، 3، 4	2، 3، 4، 5	2، 3، 4، 5، 6	3، 4، 5 ، 6، 7	3، 4 ، 5، 6، 7	2، 3 ، 4، 5، 6، 7	2، 3 ، 4، 6	2، 3 ، 4	2، 3 ، 4	2، 3 ، 4	2, 3	2, 3	2 ، 3	3
نصف القطر المعدني (نانومتر)	0.203	0.180	0.162	0.153	0.150	0.162	0.173	0.174	0.170	0.186	0.186	؟ 0.198	؟ 0.194	؟ 0.197	؟ 0.171
نصف القطر الأيوني (نانومتر): An 4+ An 3+	— 0.126	0.114 —	0.104 0.118	0.103 0.118	0.101 0.116	0.100 0.115	0.099 0.114	0.099 0.112	0.097 0.110	0.096 0.109	0.085 0.098	0.084 0.091	0.084 0.090	0.084 0.095	0.083 0.088
درجة الحرارة (°C): ذوبان الغليان	1050 3198	1842 4788	1568 ؟ 4027	1132.2 4131	639 ؟ 4174	639.4 3228	1176 ؟ 2607	1340 3110	986 2627	900 ؟ 1470	860 ؟ 996	1530 —	830 —	830 —	1630 —
الكثافة، جم/سم 3	10.07	11.78	15.37	19.06	20.45	19.84	11.7	13.51	14.78	15.1	8.84	؟ 9.7	؟ 10.3	؟ 9.9	؟ 14.4
جهد القطب القياسي (فولت): E ° (An 4+ /An 0 ) E ° (An 3+ /An 0 )	— −2.13	-1.83 —	-1.47 —	-1.38 -1.66	-1.30 -1.79	-1.25 -2.00	-0.90 -2.07	-0.75 -2.06	-0.55 -1.96	-0.59 -1.97	-0.36 -1.98	-0.29 -1.96	— −1.74	— −1.20	— −2.10
اللون: [M(H 2 O) n ] 4+ [M(H 2 O) n ] 3+	— عديم اللون	أزرق عديم اللون	أصفر أزرق غامق	أخضر بنفسجي	أصفر-أخضر أرجواني	بني بنفسجي	وردة حمراء	أصفر عديم اللون	بيج أصفر-أخضر	أخضر أخضر	- لون القرنفل	—— ​	—— ​	—— ​	—— ​

الألوان التقريبية لأيونات الأكتينيدات في المحلول المائي الألوان الخاصة بالأكتينيدات 100-103 غير معروفة حيث لم يتم تصنيع كميات كافية منها بعد. لون أكسيد الكادميوم2+2ولم يتم تسجيله أيضًا. [88] [89]
الأكتينيد ( Z )	89	90	91	92	93	94	95	96	97	98	99	100	101	102	103
حالة الأكسدة
+2												اف ام 2+	دكتوراه في الطب 2+	لا 2+
+3	3+ التيار المتردد	ث 3+	با 3+	أنت 3+	ن ب 3+	بو 3+	عمري 3+	سم 3+	الكتاب 3+	راجع 3+	إس 3+	اف ام 3+	دكتوراه في الطب 3+	لا 3+	ل ر 3+
+4		ث 4+	با 4+	U 4+	ن ب 4+	بو 4+	عمري 4+	سم 4+	الكتاب 4+	راجع 4+
+5			باو+ 2	وحدة القياس+ 2	أكسيد النيتروز+ 2	بولي أورو+ 2	أمو+ 2
+6				وحدة القياس2+ 2	أكسيد النيتروز2+ 2	بولي أورو2+ 2	أمو2+ 2	أكسيد الكامبيوم2+ 2
+7					أكسيد النيتروز3+ 2	بولي أورو3+ 2	أمو3- 5

البنية البلورية الرئيسية لبعض الأكتينيدات مقابل درجة الحرارة	الأقطار المعدنية والأيونية للأكتينيدات [85]

الأكتينيدات هي معادن نموذجية. جميعها ناعمة ولها لون فضي (لكنها تفقد بريقها في الهواء)، ^[90] وكثافة ومرونة عالية نسبيًا . يمكن قطع بعضها بسكين. تتراوح مقاومتها الكهربائية بين 15 و150 ميكرو أوم·سم. ^[85] صلابة الثوريوم مماثلة لصلابة الفولاذ اللين، لذلك يمكن لف الثوريوم النقي المسخن في صفائح وسحبه إلى سلك. الثوريوم كثيف بنحو نصف كثافة اليورانيوم والبلوتونيوم، ولكنه أقوى من أي منهما. جميع الأكتينيدات مشعة ومغناطيسية ، وباستثناء الأكتينيوم، لها عدة أطوار بلورية: البلوتونيوم له سبع أطوار، واليورانيوم والنبتونيوم والكاليفورنيوم له ثلاث أطوار. لا تحتوي البنى البلورية للبروتكتينيوم واليورانيوم والنبتونيوم والبلوتونيوم على نظائر واضحة بين اللانثانيدات وهي أكثر تشابهًا مع تلك الموجودة في المعادن الانتقالية 3 د . ^[72]

جميع الأكتينيدات قابلة للاشتعال ، وخاصة عندما يتم تقسيمها بشكل دقيق، أي أنها تشتعل تلقائيًا عند التفاعل مع الهواء في درجة حرارة الغرفة. ^{[90] [91]} لا تعتمد نقطة انصهار الأكتينيدات بشكل واضح على عدد الإلكترونات f . يمكن تفسير نقطة الانصهار المنخفضة بشكل غير عادي للنبتونيوم والبلوتونيوم (~640 درجة مئوية) من خلال تهجين 5 مدارات f و6 مدارات d وتكوين روابط اتجاهية في هذه المعادن. ^[72]

مقارنة الأقطار الأيونية للانثانيدات والأكتينيدات ^[92]

اللانثانيدات	خط 3+ ، أ	الأكتينيدات	3+ ، أ	4+ ، أ
اللانثانوم	1.061	الأكتينيوم	1.11	-
السيريوم	1.034	الثوريوم	1.08	0.99
براسيوديميوم	1.013	بروتكتينيوم	1.05	0.93
نيوديميوم	0.995	اليورانيوم	1.03	0.93
بروميثيوم	0.979	النبتونيوم	1.01	0.92
الساماريوم	0.964	البلوتونيوم	1.00	0.90
اليوروبيوم	0.950	الأمريسيوم	0.99	0.89
الغادولينيوم	0.938	كوريوم	0.98	0.88
التربيوم	0.923	بِركيليوم	-	-
الديسبروسيوم	0.908	كاليفورنيوم	-	-
هولميوم	0.894	أينشتاينيوم	-	-
الإربيوم	0.881	فيرميوم	-	-
الثوليوم	0.869	مندليفيوم	-	-
الإيتربيوم	0.858	نوبليوم	-	-
اللوتيتيوم	0.848	اللورنسيوم	-	-

مثل اللانثانيدات، فإن جميع الأكتينيدات شديدة التفاعل مع الهالوجينات والكالكوجينات ؛ ومع ذلك، فإن الأكتينيدات تتفاعل بسهولة أكبر. الأكتينيدات، وخاصة تلك التي تحتوي على عدد صغير من 5 إلكترونات f- ، معرضة للتهجين . وهذا ما يفسره تشابه طاقات الإلكترونات عند الأغلفة 5f و 7 s و6 d . تظهر معظم الأكتينيدات تنوعًا أكبر في حالات التكافؤ، والأكثر استقرارًا هي +6 لليورانيوم، و+5 للبروتكتينيوم والنبتونيوم، و+4 للثوريوم والبلوتونيوم و+3 للأكتينيوم والأكتينيدات الأخرى. ^[93]

الأكتينيوم مشابه كيميائيًا لللانثانوم، وهو ما يفسره تشابه أقطار الأيونات والهياكل الإلكترونية. مثل اللانثانوم، يكون للأكتينيوم دائمًا حالة أكسدة +3 في المركبات، لكنه أقل تفاعلًا وله خصائص أساسية أكثر وضوحًا . من بين الأكتينيدات الثلاثية التكافؤ الأخرى، يكون Ac ³⁺ الأقل حمضية، أي لديه أضعف ميل للتحلل المائي في المحاليل المائية. ^{[30] [72]}

الثوريوم نشط كيميائيًا إلى حد ما. نظرًا لعدم وجود الإلكترونات في المدارات 6 d و 5 f ، فإن مركبات الثوريوم الرباعية التكافؤ تكون عديمة اللون. عند درجة الحموضة < 3، تهيمن الكاتيونات [Th(H ₂ O) ₈ ] ⁴⁺ على محاليل أملاح الثوريوم . أيون Th ⁴⁺ كبير نسبيًا، واعتمادًا على رقم التنسيق يمكن أن يكون له نصف قطر بين 0.95 و 1.14 Å. ونتيجة لذلك، فإن أملاح الثوريوم لديها ميل ضعيف للتحلل المائي. تتمثل القدرة المميزة لأملاح الثوريوم في قابليتها العالية للذوبان في كل من الماء والمذيبات العضوية القطبية. ^[72]

يظهر البروتكتينيوم حالتين تكافؤ؛ الحالة +5 مستقرة، والحالة +4 تتأكسد بسهولة إلى بروتكتينيوم (V). وبالتالي يتم الحصول على بروتكتينيوم رباعي التكافؤ في المحاليل من خلال عمل عوامل اختزال قوية في جو من الهيدروجين. البروتكتينيوم رباعي التكافؤ يشبه كيميائيًا اليورانيوم (IV) والثوريوم (IV). الفلوريدات والفوسفات وهيبوفوسفات واليودات والفينيل لارسونات من البروتكتينيوم (IV ) غير قابلة للذوبان في الماء والأحماض المخففة. يشكل البروتكتينيوم كربونات قابلة للذوبان . الخصائص التحللية للبروتكتينيوم الخماسي التكافؤ قريبة من خصائص التنتالوم ( V) والنيوبيوم (V). السلوك الكيميائي المعقد للبروتكتينيوم هو نتيجة لبداية ملء غلاف 5f في هذا العنصر. ^[61]

يتراوح تكافؤ اليورانيوم من 3 إلى 6، حيث يكون الأخير هو الأكثر استقرارًا. في الحالة السداسية التكافؤ، يكون اليورانيوم مشابهًا جدًا لعناصر المجموعة 6. العديد من مركبات اليورانيوم (IV) واليورانيوم (VI) غير متكافئة ، أي لها تركيبة متغيرة. على سبيل المثال، الصيغة الكيميائية الفعلية لثاني أكسيد اليورانيوم هي UO2 _+x ، حيث يتراوح x بين -0.4 و0.32. مركبات اليورانيوم (VI) هي مؤكسدات ضعيفة . تحتوي معظمها على مجموعة " اليورانيل " الخطية، UO2.²⁺
₂يمكن استيعاب ما بين 4 و6 ربيطات في المستوى الاستوائي العمودي على مجموعة اليورانيل. تعمل مجموعة اليورانيل كحمض صلب وتشكل معقدات أقوى مع ربيطات مانحة للأكسجين مقارنة بربطات مانحة للنيتروجين. NpO²⁺
₂و PuO²⁺
₂كما أنها الشكل الشائع لـ Np وPu في حالة الأكسدة +6. تظهر مركبات اليورانيوم (IV) خصائص اختزال، على سبيل المثال، يتم أكسدتها بسهولة بواسطة الأكسجين الجوي. اليورانيوم (III) هو عامل اختزال قوي جدًا. نظرًا لوجود غلاف d، يشكل اليورانيوم (وكذلك العديد من الأكتينيدات الأخرى) مركبات عضوية معدنية ، مثل U ^III (C ₅ H ₅ ) ₃ وU ^IV (C ₅ H ₅ ) _4. ^{[72] [94]}

النبتونيوم له حالات تكافؤ من 3 إلى 7، والتي يمكن ملاحظتها في نفس الوقت في المحاليل. الحالة الأكثر استقرارًا في المحلول هي +5، لكن التكافؤ +4 مفضل في مركبات النبتونيوم الصلبة. معدن النبتونيوم شديد التفاعل. أيونات النبتونيوم عرضة للتحلل المائي وتكوين مركبات التناسق . ^[38]

كما يظهر البلوتونيوم حالات تكافؤ بين 3 و7 شاملة، وبالتالي فهو مشابه كيميائيًا للنبتونيوم واليورانيوم. وهو شديد التفاعل، ويشكل بسرعة طبقة أكسيد في الهواء. يتفاعل البلوتونيوم مع الهيدروجين حتى في درجات حرارة منخفضة تصل إلى 25-50 درجة مئوية؛ كما أنه يشكل بسهولة هاليدات ومركبات بين معدنية . تفاعلات التحلل المائي لأيونات البلوتونيوم ذات حالات الأكسدة المختلفة متنوعة للغاية. يمكن أن يدخل البلوتونيوم (V) في تفاعلات البلمرة . ^{[95] [96]}

لوحظ أكبر تنوع كيميائي بين الأكتينيدات في الأمريسيوم، والذي يمكن أن يكون تكافؤه بين 2 و6. يتم الحصول على الأمريسيوم ثنائي التكافؤ فقط في المركبات الجافة والمحاليل غير المائية ( أسيتونتريل ). حالات الأكسدة +3 و+5 و+6 هي نموذجية للمحاليل المائية، ولكن أيضًا في الحالة الصلبة. يشكل الأمريسيوم رباعي التكافؤ مركبات صلبة مستقرة ( ثاني أكسيد وفلوريد وهيدروكسيد ) بالإضافة إلى معقدات في المحاليل المائية. تم الإبلاغ عن أنه في المحلول القلوي يمكن أكسدة الأمريسيوم إلى الحالة السباعية التكافؤ، لكن ثبت خطأ هذه البيانات. التكافؤ الأكثر استقرارًا للأميريسيوم هو 3 في المحلول المائي و3 أو 4 في المركبات الصلبة. ^[97]

التكافؤ 3 هو السائد في جميع العناصر اللاحقة حتى اللورنسيوم (باستثناء النوبليوم). يمكن أن يكون الكوريوم رباعي التكافؤ في المواد الصلبة ( الفلورايد ، ثاني أكسيد الكربون ). يُظهر البركليوم، إلى جانب تكافؤ +3، أيضًا تكافؤ +4، وهو أكثر استقرارًا من تكافؤ الكوريوم؛ يُلاحظ التكافؤ 4 في الفلورايد الصلب وثاني أكسيد الكربون . استقرار Bk ⁴⁺ في المحلول المائي قريب من استقرار Ce ⁴⁺ . ^[98] لوحظ التكافؤ 3 فقط للكاليفورنيوم والأينشتاينيوم والفيرميوم. تم إثبات الحالة ثنائية التكافؤ للمندليفيوم والنوبليوم، وفي النوبليوم يكون أكثر استقرارًا من الحالة الثلاثية التكافؤ. يُظهر اللورنسيوم التكافؤ 3 في كل من المحاليل والمواد الصلبة. ^[97]

تزداد إمكانية الأكسدة والاختزال من -0.32 فولت في اليورانيوم، عبر 0.34 فولت (Np) و1.04 فولت (Pu) إلى 1.34 فولت في الأمريسيوم، مما يكشف عن قدرة الاختزال المتزايدة لأيون An ⁴⁺ من الأمريسيوم إلى اليورانيوم. تشكل جميع الأكتينيدات هيدريدات AnH ₃ ذات اللون الأسود ذات خصائص تشبه الملح. تنتج الأكتينيدات أيضًا كربيدات بالصيغة العامة AnC أو AnC ₂ ( U ₂ C ₃ لليورانيوم) بالإضافة إلى الكبريتيدات An ₂ S ₃ وAnS _2. ^[93 ]${\displaystyle {\ce {{\mathit {E}}_{\frac {M^{4}+}{AnO2^{2}+}}}}}$

• 
  نترات اليورانيل ( _UO2 ( _NO3 ) ₂ )
• 
  المحاليل المائية لأملاح اليورانيوم III وIV وV وVI
• 
  المحاليل المائية لأملاح النبتونيوم III، IV، V، VI، VII
• 
  المحاليل المائية لأملاح البلوتونيوم III وIV وV وVI وVII
• 
  رباعي كلوريد اليورانيوم
• 
  سداسي فلوريد اليورانيوم
• 
  U ₃ O ₈ ( الكعكة الصفراء )

أكاسيد الأكتينيدات ^{[30] [38] [61] [99] [100]}

مُجَمَّع	لون	تناسق البلورات، النوع	ثوابت الشبكة، Å			الكثافة، جم/سم 3	درجة الحرارة، درجة مئوية
			أ	ب	ج
أ 2 أ 3	أبيض	سداسي، La 2 O 3	4.07	-	6.29	9.19	-
باو 2	-	مكعب، CaF 2	5.505	-	-	-	-
باسكال 2 او 5	أبيض	مكعب، CaF 2 مكعب رباعي الأضلاع سداسي الشكل معيني السطوح معيني الشكل	5.446 10.891 5.429 3.817 5.425 6.92	- - - - - 4.02	- 10.992 5.503 13.22 - 4.18	-	700 700–1100 1000 1000–1200 1240–1400 –
ث 2	عديم اللون	مكعب	5.59	-	-	9.87	-
وحدة قياس 2	اسود-بني	مكعب	5.47	-	-	10.9	-
أكسيد النيتروز 2	بني مخضر	مكعب، CaF 2	5.424	-	-	11.1	-
بولي أورو	أسود	مكعب، كلوريد الصوديوم	4.96	-	-	13.9	-
بولي أوكسي 2	أخضر زيتوني	مكعب	5.39	-	-	11.44	-
صباحا 2 و 3	أحمر-بني أحمر-بني	مكعب ، Mn2O3 سداسي ، La2O3​​	11.03 3.817	-	- 5.971	10.57 11.7	-
أم 2	أسود	مكعب، CaF 2	5.376	-	-	-	-
سم 2 O3​	الأبيض [101] - -	مكعب ، Mn2O2 سداسي ، LaCl3 أحادي الميل ، Sm2O3	11.01 3.80 14.28	- - 3.65	- 6 8.9	11.7	-
أكسيد الكامبيوم 2	أسود	مكعب، CaF 2	5.37	-	-	-	-
بك 2 أو 3	بني فاتح	مكعب ، Mn2O3​	10.886	-	-	-	-
بيكو 2	أحمر-بني	مكعب، CaF 2	5.33	-	-	-	-
Cf2O3 [ 102 ]​	عديم اللون مصفر -	مكعب ، Mn2O3 أحادي الميل ، Sm2O3 سداسي ، La2O3​​	10.79 14.12 3.72	- 3.59 -	- 8.80 5.96	-	-
مدير العمليات 2	أسود	مكعب	5.31	-	-	-	-
إس 2 أو 3	-	مكعب ، Mn2O3 أحادي الميل سداسي ، La2O3​	10.07 14.1 3.7	- 3.59 -	- 8.80 6	-	-

الألوان التقريبية لأكسيدات الأكتينيد
(الأكثر استقرارًا هي الألوان الغامقة) ^[103]

حالة الأكسدة	89	90	91	92	93	94	95	96	97	98	99
+3	أ 2 أ 3					بولي يوريثين 2 أو 3	صباحا 2 و 3	سم 2 O3​	بك 2 أو 3	الكافور 2 O 3	إس 2 أو 3
+4		ث 2	باو 2	وحدة قياس 2	أكسيد النيتروز 2	بولي أوكسي 2	أم 2	أكسيد الكامبيوم 2	بيكو 2	مدير العمليات 2
+5			باسكال 2 او 5	يو 2 أو 5	نب 2 أ 5
+5،+6				يو 3 أو 8
+6				وحدة القياس 3

ثاني أكسيد بعض الأكتينيدات

الصيغة الكيميائية	ث 2	باو 2	وحدة قياس 2	أكسيد النيتروز 2	بولي أوكسي 2	أم 2	أكسيد الكامبيوم 2	بيكو 2	مدير العمليات 2
رقم CAS	1314-20-1	12036-03-2	1344-57-6	12035-79-9	12059-95-9	12005-67-3	12016-67-0	12010-84-3	12015–10–0
الكتلة المولية	264.04	263.035	270.03	269.047	276.063	275.06	270–284**	279.069	283.078
نقطة الانصهار [104]	3390 درجة مئوية		2865 درجة مئوية	2547 درجة مئوية	2400 درجة مئوية	2175 درجة مئوية
البنية البلورية	4+ : __   / O 2− : __
مجموعة الفضاء	فم 3 م
رقم التنسيق	[ 8]، [4]

أن – أكتينيد
**اعتمادًا على النظائر

يمكن _أن توجد بعض الأكتينيدات في عدة أشكال أكسيدية مثل An2O3 _و AnO2 _و An2O5 _و AnO3 _. بالنسبة لجميع الأكتينيدات، تكون أكاسيد _AnO3 متذبذبة وأكاسيد An2O3 _و AnO2 _و An2O5 _قاعدية ، وتتفاعل بسهولة مع الماء مكونة قواعد _{: [ 93} ^]

أن ₂ O ₃ + 3 H ₂ O → 2 An(OH) ₃ .

هذه القواعد ضعيفة الذوبان في الماء ومن حيث نشاطها فهي قريبة من هيدروكسيدات المعادن الأرضية النادرة. ^[93] لم يتم تصنيع Np(OH) ₃ بعد، وPu(OH)3 له لون أزرق بينما Am(OH) ₃ وردي و Cm(OH) ₃ عديم اللون. ^[105] يُعرف أيضًا Bk(OH) ₃ وCf(OH) ₃ ، وكذلك هيدروكسيدات رباعية التكافؤ لـ Np وPu وAm وخماسية التكافؤ لـ Np وAm. ^[105]

أقوى قاعدة هي قاعدة الأكتينيوم. جميع مركبات الأكتينيوم عديمة اللون، باستثناء كبريتيد الأكتينيوم الأسود (Ac ₂ S ₃ ). ^[93] تتبلور ثاني أكسيدات الأكتينيدات الرباعية التكافؤ في النظام المكعب ، كما هو الحال في فلوريد الكالسيوم .

يتفاعل الثوريوم مع الأكسجين فقط لتكوين ثاني أكسيد الكربون:

${\displaystyle {\ce {Th{}+O2->[{\ce {1000^{\circ }C}}]\overbrace {ThO2} ^{Thorium~dioxide}}}}$

ثاني أكسيد الثوريوم هو مادة مقاومة للحرارة ذات أعلى نقطة انصهار بين أي أكسيد معروف (3390 درجة مئوية). ^[103] إضافة 0.8-1٪ ThO ₂ إلى التنغستن يعمل على تثبيت بنيته، وبالتالي فإن الخيوط المخدرة لها استقرار ميكانيكي أفضل للاهتزازات. لإذابة ThO ₂ في الأحماض، يتم تسخينه إلى 500-600 درجة مئوية؛ التسخين فوق 600 درجة مئوية ينتج شكلًا مقاومًا جدًا للأحماض والكواشف الأخرى من ThO _2. تحفز إضافة صغيرة من أيونات الفلوريد إذابة ثاني أكسيد الثوريوم في الأحماض.

تم الحصول على أكسيدين من البروتكتينيوم: PaO2 _{( أسود} ) وPa2O5 _{( أبيض} )؛ الأول متماثل مع ThO2 والأخير أسهل في الحصول عليه. كلا الأكسيدين قاعديان، وPa(OH) ₅ قاعدة ضعيفة وقابلة للذوبان بشكل سيئ. ^[93]

يؤدي تحلل أملاح معينة من اليورانيوم، على سبيل المثال UO2 ₍ NO3 ₎ · _6H2O في الهواء عند 400 درجة مئوية، إلى إنتاج UO3 البرتقالي أو الأصفر _. [ ^103] هذا الأكسيد متذبذب ويشكل العديد من الهيدروكسيدات، وأكثرها استقرارًا هو هيدروكسيد اليورانيوم UO2 (OH) ₂ . ينتج عن تفاعل أكسيد اليورانيوم (VI) مع الهيدروجين ثاني أكسيد اليورانيوم، وهو مشابه في خصائصه لـ ThO2 _{. هذا} الأكسيد قاعدي أيضًا ويتوافق مع هيدروكسيد اليورانيوم U(OH) ₄ . ^[93]

يشكل البلوتونيوم والنبتونيوم والأمريسيوم أكسيدين أساسيين: An2O3 _و AnO2 _. ويعتبر ثلاثي أكسيد النبتونيوم غير مستقر؛ وبالتالي، لم يكن من الممكن الحصول إلا على Np3O8 _{حتى الآن . ومع ذلك، فإن} أكاسيد البلوتونيوم والنبتونيوم ذات الصيغة الكيميائية AnO2 _وAn2O3 مميزة _بشكل جيد . [ ^93]

ثلاثي كلوريد بعض الأكتينيدات ^[106]

الصيغة الكيميائية	كلوريد الكربون ثلاثي التكافؤ	كلية لندن الجامعية 3	كلوريد النيتريك 3	كلوريد البولي فينيل 3	كلوريد الأمونيوم 3	كلوريد الكربون 3	كلوريد البوتاسيوم 3	كلوريد الكادميوم 3
رقم CAS	22986-54-5	10025-93-1	20737-06-8	13569-62-5	13464-46-5	13537-20-7	13536-46-4	13536–90–8
الكتلة المولية	333.386	344.387	343.406	350.32	349.42	344–358**	353.428	357.438
نقطة الانصهار		837 درجة مئوية	800 درجة مئوية	767 درجة مئوية	715 درجة مئوية	695 درجة مئوية	603 درجة مئوية	545 درجة مئوية
نقطة الغليان		1657 درجة مئوية		1767 درجة مئوية	850 درجة مئوية
البنية البلورية	3+ : __   / Cl − : __
مجموعة الفضاء	ص6 3 /م
رقم التنسيق	An *[9]، Cl [3]
ثوابت الشبكة	أ = 762 م ج = 455 م	أ = 745.2 بيكومتر ج = 432.8 بيكومتر		أ = 739.4 بيكومتر ج = 424.3 بيكومتر	أ = 738.2 بيكومتر ج = 421.4 بيكومتر	أ = 726 بيكومتر ج = 414 بيكومتر	أ = 738.2 بيكومتر ج = 412.7 بيكومتر	أ = 738 م ج = 409 م

* أن – أكتينيد
**اعتمادًا على النظائر

فلوريدات الأكتينيد ^{[38] [61] [100] [106] [107]}

مُجَمَّع	لون	تناسق البلورات، النوع	ثوابت الشبكة، Å			الكثافة، جم/سم 3
			أ	ب	ج
أ.ف .3	أبيض	سداسي، LaF 3	4.27	-	7.53	7.88
باف 4	بني غامق	أحادي الميل	12.7	10.7	8.42	-
باف 5	أسود	رباعي الزوايا ، β-UF 5	11.53	-	5.19	-
ثف 4	عديم اللون	أحادي الميل	13	10.99	8.58	5.71
يو إف 3	أرجواني محمر	سداسي الشكل	7.18	-	7.34	8.54
يو إف 4	أخضر	أحادي الميل	11.27	10.75	8.40	6.72
ألفا-UF 5	مزرق	رباعي الزوايا	6.52	-	4.47	5.81
β-UF 5	مزرق	رباعي الزوايا	11.47	-	5.20	6.45
يو إف 6	مصفر	معيني الشكل	9.92	8.95	5.19	5.06
ن ب ف 3	أسود أو أرجواني	سداسي الشكل	7.129	-	7.288	9.12
ن ب ف 4	أخضر فاتح	أحادي الميل	12.67	10.62	8.41	6.8
ن ب ف 6	البرتقالي	معيني الشكل	9.91	8.97	5.21	5
فلورايد البوليفينيل 3	بنفسجي-أزرق	ثلاثي الزوايا	7.09	-	7.25	9.32
فلورا بيوم 4	بني باهت	أحادي الميل	12.59	10.57	8.28	6.96
فلورا بيولوجي 6	أحمر-بني	معيني الشكل	9.95	9.02	3.26	4.86
أم أف 3	وردي أو بيج فاتح	سداسي ، LaF 3	7.04 [74] [108]	-	7.255	9.53
أم أف 4	برتقالي-احمر	أحادي الميل	12.53	10.51	8.20	-
سمف 3	من البني إلى الأبيض	سداسي الشكل	4.041	-	7.179	9.7
سمف 4	أصفر	أحادي الميل، UF 4	12.51	10.51	8.20	-
بكف 3	أصفر-أخضر	مثلثي ، LaF 3 معيني الشكل ، YF 3	6.97 6.7	- 7.09	7.14 4.41	10.15 9.7
بكف 4	-	أحادي الميل، UF 4	12.47	10.58	8.17	-
ق ف ف 3	- -	مثلث الشكل، LaF 3 ، معيني الشكل، YF 3	6. 94 6.65	- 7.04	7.10 4.39	-
CfF 4	- -	أحادي الميل، UF 4 أحادي الميل، UF 4	1.242 1.233	1.047 1.040	8.126 8.113	-

تتفاعل الأكتينيدات بسهولة مع الهالوجينات مكونة الأملاح ذات الصيغتين MX ₃ وMX ₄ (X = هالوجين ). لذا تم تصنيع أول مركب بيركيليوم، BkCl ₃ ، في عام 1962 بكمية 3 نانوجرام. مثل هالوجينات العناصر الأرضية النادرة، فإن كلوريدات الأكتينيدات والبروميدات واليوديدات قابلة للذوبان في الماء، والفلوريدات غير قابلة للذوبان. ينتج اليورانيوم بسهولة سداسي فلوريد عديم اللون، يتسامى عند درجة حرارة 56.5 درجة مئوية؛ نظرًا لتقلبه، يتم استخدامه في فصل نظائر اليورانيوم باستخدام أجهزة الطرد المركزي الغازية أو الانتشار الغازي . تمتلك سداسي فلوريدات الأكتينيد خصائص قريبة من الأنهيدريدات . وهي حساسة للغاية للرطوبة وتتحلل مائيًا مكونة _{AnO2F2 .} ^{[109] تم تصنيع خماسي} كلوريد اليورانيوم وسداسي كلوريد اليورانيوم الأسود ، لكن كلاهما غير مستقر. ^[93]

يؤدي تأثير الأحماض على الأكتينيدات إلى إنتاج الأملاح، وإذا كانت الأحماض غير مؤكسدة فإن الأكتينيد الموجود في الملح يكون في حالة منخفضة التكافؤ:

U + 2 H ₂ SO ₄ → U(SO ₄ ) ₂ + 2 H ₂

2 Pu + 6 HCl → 2 PuCl ₃ + 3 H ₂

ومع ذلك، في هذه التفاعلات، يمكن للهيدروجين المتجدد أن يتفاعل مع المعدن، مكونًا الهيدريد المقابل. يتفاعل اليورانيوم مع الأحماض والماء بسهولة أكبر بكثير من الثوريوم. ^[93]

يمكن الحصول على أملاح الأكتينيدات أيضًا عن طريق إذابة الهيدروكسيدات المقابلة في الأحماض. تذوب نترات وكلوريدات وكبريتات وبيركلورات الأكتينيدات في الماء. عند التبلور من المحاليل المائية، تشكل هذه الأملاح هيدرات، مثل Th(NO3 ₎ 4 _· 6H2O _و Th(SO4)2·9H2O وPu2(SO4)3·7H2O. تتحلل أملاح الأكتينيدات عالية التكافؤ بسهولة. لذلك ، تتحول كبريتات وكلوريد وبيركلورات ونترات الثوريوم عديمة اللون إلى أملاح أساسية بصيغ Th(OH) _2SO4 وTh(OH) _{3NO3 . إن قابلية ذوبان} وعدم قابلية ذوبان الأكتينيدات الثلاثية والرباعية التكافؤ تشبه تلك الخاصة بأملاح اللانثانيدات _. لذلك فإن الفوسفات والفلوريدات والأكسالات واليودات وكربونات الأكتينيدات تذوب بشكل ضعيف في الماء؛ فهي تترسب على شكل هيدرات، مثل ThF4 · 3H2O و _Th (CrO4)2·3H2O. [ ₉₃ ^]

الأكتينيدات ذات حالة الأكسدة +6، باستثناء الكاتيونات من نوع AnO ₂ ^{2+ -} ، تكون [AnO ₄ ] ²⁻ و[An ₂ O ₇ ] ²⁻ وأنيونات معقدة أخرى. على سبيل المثال، يشكل اليورانيوم والنبتونيوم والبلوتونيوم أملاحًا من النوع Na ₂ UO ₄ ( يورانات ) و(NH ₄ ) ₂ U ₂ O ₇ (ديورانات). وبالمقارنة مع اللانثانيدات، تكون الأكتينيدات مركبات تنسيقية بسهولة أكبر ، وتزداد هذه القدرة مع تكافؤ الأكتينيد. لا تشكل الأكتينيدات ثلاثية التكافؤ مركبات تنسيقية للفلوريد، بينما يشكل الثوريوم رباعي التكافؤ معقدات K ₂ ThF ₆ و K ThF ₅ وحتى K ₅ ThF ₉ . يشكل الثوريوم أيضًا الكبريتات المقابلة (على سبيل المثال _Na2SO4 ·Th(SO4 ) _{2 ·} 5H2O ₎ والنيترات والثيوسيانات . الأملاح ذات الصيغة العامة _An2Th (NO3 ₎ 6 _· nH2O هي ذات طبيعة تنسيقية، حيث يساوي الرقم التنسيقي _{للثوريوم} 12. والأسهل من ذلك هو إنتاج أملاح معقدة من الأكتينيدات الخماسية التكافؤ والسداسية التكافؤ. يتم الحصول _على أكثر مركبات التنسيق استقرارًا للأكتينيدات - الثوريوم الرباعي التكافؤ واليورانيوم - في التفاعلات مع ثنائيات الكيتون، على سبيل المثال الأسيتيل الأسيتون . ^[93]

في حين أن الأكتينيدات لها بعض التطبيقات الثابتة في الحياة اليومية، مثل أجهزة الكشف عن الدخان (الأمريسيوم) ^{[110] [111]} وأغطية الغاز (الثوريوم)، ^[78] إلا أنها تستخدم في الغالب في الأسلحة النووية وكوقود في المفاعلات النووية. ^{[78] تستغل المنطقتان الأخيرتان خاصية الأكتينيدات لإطلاق طاقة هائلة في التفاعلات النووية، والتي قد تصبح في ظل ظروف معينة} تفاعلات متسلسلة ذاتية الاستدامة .

النظير الأكثر أهمية لتطبيقات الطاقة النووية هو اليورانيوم 235. ويستخدم في المفاعل الحراري ، ولا يتجاوز تركيزه في اليورانيوم الطبيعي 0.72%. ويمتص هذا النظير النيوترونات الحرارية بقوة مطلقًا قدرًا كبيرًا من الطاقة. ويتحول فعل انشطار واحد لجرام واحد من اليورانيوم ²³⁵ إلى حوالي 1 ميجاوات في اليوم. ومن الأهمية بمكان أن²³⁵
₉₂و
يصدر نيوترونات أكثر مما يمتص؛ ^[112] عند الوصول إلى الكتلة الحرجة ،²³⁵
₉₂و
يدخل في تفاعل متسلسل ذاتي الاستدامة. ^[72] عادةً، ينقسم نواة اليورانيوم إلى جزأين مع إطلاق 2-3 نيوترونات، على سبيل المثال:

²³⁵
₉₂و
+¹
₀ن
⟶¹¹⁵
₄₅ر.ح
+¹¹⁸
₄₇أج
+ 3¹
₀ن

ومن بين نظائر الأكتينيد الواعدة الأخرى للطاقة النووية الثوريوم-232 ومنتوجاته من دورة وقود الثوريوم ، اليورانيوم-233 .

المفاعل النووي [72] [113] [114]

يحتوي قلب معظم مفاعلات الجيل الثاني النووية على مجموعة من قضبان معدنية مجوفة، مصنوعة عادة من سبائك الزركونيوم ، مملوءة بحبيبات وقود نووي صلبة - معظمها أكسيد أو كربيد أو نتريد أو أحادي كبريتيد اليورانيوم أو البلوتونيوم أو الثوريوم، أو خليط منها (ما يسمى وقود موكس ). الوقود الأكثر شيوعًا هو أكسيد اليورانيوم 235. يتم إبطاء النيوترونات السريعة بواسطة المهدئات ، والتي تحتوي على الماء أو الكربون أو الديوتيريوم أو البريليوم ، كنيوترونات حرارية لزيادة كفاءة تفاعلها مع اليورانيوم 235. يتم التحكم في معدل التفاعل النووي عن طريق إدخال قضبان إضافية مصنوعة من البورون أو الكادميوم أو مادة ماصة سائلة، عادةً حمض البوريك . تسمى المفاعلات لإنتاج البلوتونيوم مفاعلات المولدات ؛ ولها تصميم مختلف وتستخدم النيوترونات السريعة.

إن انبعاث النيوترونات أثناء انشطار اليورانيوم مهم ليس فقط للحفاظ على التفاعل النووي المتسلسل، بل وأيضاً لتخليق الأكتينيدات الأثقل. يتحول اليورانيوم 239 عن طريق تحلل بيتا إلى بلوتونيوم 239، والذي، مثل اليورانيوم 235، قادر على الانشطار التلقائي. لم يتم بناء أول مفاعلات نووية في العالم لتوليد الطاقة، بل لإنتاج البلوتونيوم 239 للأسلحة النووية.

يستخدم حوالي نصف الثوريوم المنتج كمادة باعثة للضوء في أغطية الغاز. ^[78] يضاف الثوريوم أيضًا إلى سبائك متعددة المكونات من المغنيسيوم والزنك . سبائك المغنيسيوم والثوريوم خفيفة وقوية، ولكنها تتمتع أيضًا بنقطة انصهار عالية وقابلية للسحب وبالتالي تُستخدم على نطاق واسع في صناعة الطيران وفي إنتاج الصواريخ . يتمتع الثوريوم أيضًا بخصائص انبعاث الإلكترونات الجيدة ، مع عمر طويل وحاجز جهد منخفض للانبعاث. ^[112] يُستخدم المحتوى النسبي لنظائر الثوريوم واليورانيوم على نطاق واسع لتقدير عمر الأجسام المختلفة، بما في ذلك النجوم (انظر التأريخ الإشعاعي ). ^[115]

كان التطبيق الرئيسي للبلوتونيوم في الأسلحة النووية ، حيث كان نظير البلوتونيوم-239 مكونًا رئيسيًا نظرًا لسهولة انشطاره وتوافره. تسمح التصميمات القائمة على البلوتونيوم بخفض الكتلة الحرجة إلى حوالي ثلث كتلة اليورانيوم-235. ^[116] استخدمت قنابل البلوتونيوم من نوع " الرجل السمين " التي تم إنتاجها أثناء مشروع مانهاتن الضغط الانفجاري للبلوتونيوم للحصول على كثافات أعلى بكثير من المعتاد، جنبًا إلى جنب مع مصدر نيوترون مركزي لبدء التفاعل وزيادة الكفاءة. وبالتالي، كانت هناك حاجة إلى 6.2 كجم فقط من البلوتونيوم للحصول على عائد انفجاري يعادل 20 كيلو طن من مادة تي إن تي . ^[117] (انظر أيضًا تصميم الأسلحة النووية ). نظريًا، يمكن استخدام ما لا يقل عن 4 كجم من البلوتونيوم - وربما أقل - لصنع قنبلة ذرية واحدة باستخدام تصميمات تجميع متطورة للغاية. ^[118]

البلوتونيوم 238 هو نظير أكثر كفاءة للمفاعلات النووية، لأنه يحتوي على كتلة حرجة أصغر من اليورانيوم 235، لكنه يستمر في إطلاق الكثير من الطاقة الحرارية (0.56 واط / جرام) ^{[111] [119]} عن طريق الاضمحلال حتى عندما يتم إيقاف تفاعل الانشطار المتسلسل بواسطة قضبان التحكم. تطبيقه محدود بسبب سعره المرتفع (حوالي 1000 دولار أمريكي / جرام). تم استخدام هذا النظير في الأكوام الحرارية وأنظمة تقطير المياه لبعض الأقمار الصناعية والمحطات الفضائية. كانت مركبات الفضاء جاليليو وأبولو (على سبيل المثال أبولو 14 ^[120] ) تحتوي على سخانات تعمل بكميات كيلوغرام من أكسيد البلوتونيوم 238؛ تتحول هذه الحرارة أيضًا إلى كهرباء باستخدام الأكوام الحرارية. ينتج عن اضمحلال البلوتونيوم 238 جسيمات ألفا غير ضارة نسبيًا ولا تصاحبها أشعة جاما . لذلك، يتم استخدام هذا النظير (~160 ملغ) كمصدر للطاقة في أجهزة تنظيم ضربات القلب حيث يدوم حوالي 5 مرات أطول من البطاريات التقليدية. ^[111]

يستخدم الأكتينيوم 227 كمصدر للنيوترونات. إن طاقته النوعية العالية (14.5 واط/جم) وإمكانية الحصول على كميات كبيرة من المركبات المستقرة حرارياً جذابة للاستخدام في المولدات الحرارية الكهربائية طويلة الأمد للاستخدام عن بعد. يستخدم الأكتينيوم ²²⁸ كمؤشر للنشاط الإشعاعي في البحث الكيميائي، حيث ينبعث منه إلكترونات عالية الطاقة (2.18 ميجا إلكترون فولت) يمكن اكتشافها بسهولة. تُستخدم مخاليط الأكتينيوم ²²⁸ - ²²⁸ را على نطاق واسع كمصدر جاما مكثف في الصناعة والطب. ^[30]

يعد تطوير المواد المتوهجة ذاتيا والمشبعة بالأكتينيدات ذات المصفوفات البلورية المتينة مجالا جديدا لاستخدام الأكتينيدات حيث أن إضافة النويدات المشعة التي تصدر ألفا إلى بعض الزجاج والبلورات قد تمنحها التألق. ^[121]

يمكن للمواد المشعة أن تضر بصحة الإنسان من خلال (أ) تلوث الجلد الموضعي، (ب) التعرض الداخلي بسبب تناول النظائر المشعة، و(ج) التعرض المفرط الخارجي بسبب نشاط بيتا وإشعاع جاما . جنبًا إلى جنب مع الراديوم وعناصر ما بعد اليورانيوم، يعد الأكتينيوم أحد أخطر السموم المشعة ذات النشاط ألفا النوعي العالي . أهم سمة للأكتينيوم هي قدرته على التراكم والبقاء في الطبقة السطحية للهياكل العظمية . في المرحلة الأولية من التسمم، يتراكم الأكتينيوم في الكبد . خطر آخر للأكتينيوم هو أنه يخضع للتحلل الإشعاعي بشكل أسرع من إفرازه. يكون الامتصاص من الجهاز الهضمي أصغر بكثير (~ 0.05٪) للأكتينيوم مقارنة بالراديوم. ^[30]

يميل البروتكتينيوم في الجسم إلى التراكم في الكلى والعظام. الجرعة الآمنة القصوى من البروتكتينيوم في جسم الإنسان هي 0.03 ميكروكوري والتي تعادل 0.5 ميكروجرام من ²³¹ باسكال. هذا النظير، الذي قد يكون موجودًا في الهواء على شكل رذاذ ، هو 2.5 × 10أكثر سمية من حمض الهيدروسيانيك ^{بثمانية} أضعاف . ^{[61] [ الصفحة المطلوبة ]}

البلوتونيوم، عند دخوله الجسم عن طريق الهواء أو الطعام أو الدم (مثل الجرح)، يستقر في الغالب في الرئتين والكبد والعظام مع ذهاب حوالي 10٪ فقط إلى أعضاء أخرى، ويبقى هناك لعقود. يمكن تفسير وقت الإقامة الطويل للبلوتونيوم في الجسم جزئيًا بضعف قابليته للذوبان في الماء. تنبعث من بعض نظائر البلوتونيوم إشعاعات ألفا المؤينة، مما يؤدي إلى إتلاف الخلايا المحيطة. الجرعة المميتة المتوسطة (LD ₅₀ ) لمدة 30 يومًا في الكلاب بعد الحقن الوريدي للبلوتونيوم هي 0.32 مليجرام لكل كيلوجرام من كتلة الجسم، وبالتالي فإن الجرعة المميتة للبشر هي حوالي 22 مجم لشخص يزن 70 كجم؛ يجب أن تكون الكمية للتعرض التنفسي أكبر بحوالي أربعة أضعاف. تفترض تقديرات أخرى أن البلوتونيوم أقل سمية من الراديوم بمقدار 50 مرة ، وبالتالي يجب أن يكون المحتوى المسموح به من البلوتونيوم في الجسم 5 ميكروجرام أو 0.3 ميكروكوري. إن هذه الكمية غير مرئية تقريبًا تحت المجهر. وبعد التجارب على الحيوانات، تم تخفيض هذه الجرعة القصوى المسموح بها إلى 0.65 ميكروجرام أو 0.04 ميكروكوري. كما كشفت الدراسات على الحيوانات أن أخطر طريق للتعرض للبلوتونيوم هو من خلال الاستنشاق، وبعد ذلك يتم الاحتفاظ بنسبة 5-25٪ من المواد المستنشقة في الجسم. واعتمادًا على حجم الجسيمات وقابلية ذوبان مركبات البلوتونيوم، يتمركز البلوتونيوم إما في الرئتين أو في الجهاز الليمفاوي ، أو يتم امتصاصه في الدم ثم نقله إلى الكبد والعظام. التلوث عن طريق الطعام هو الطريقة الأقل احتمالاً. في هذه الحالة، يتم امتصاص حوالي 0.05٪ فقط من المركبات القابلة للذوبان و 0.01٪ من المركبات غير القابلة للذوبان من البلوتونيوم في الدم، ويتم إفراز الباقي. إن تعرض الجلد التالف للبلوتونيوم من شأنه أن يحتفظ بما يقرب من 100٪ منه. ^[95]

إن استخدام الأكتينيدات في الوقود النووي أو المصادر المشعة المغلقة أو المواد المتقدمة مثل البلورات المتوهجة ذاتيًا له العديد من الفوائد المحتملة. ومع ذلك، فإن هناك قلقًا خطيرًا بشأن السمية الإشعاعية العالية للغاية للأكتينيدات وهجرتها في البيئة. ^[122] إن استخدام أشكال غير مستقرة كيميائيًا من الأكتينيدات في الموكس والمصادر المشعة المغلقة ليس مناسبًا وفقًا لمعايير السلامة الحديثة. هناك تحدٍ يتمثل في تطوير مواد مستقرة ودائمة تحتوي على الأكتينيدات، والتي توفر التخزين الآمن والاستخدام والتخلص النهائي. إن الحاجة الأساسية هي تطبيق محاليل الأكتينيد الصلبة في أطوار مضيفة بلورية متينة. ^[121]

أنصاف الأعمار والكسور المتفرعة للأكتينيدات ومنتجات الاضمحلال الطبيعية ^[123]

النويدة	نصف العمر	وضع الاضمحلال	كسر متفرع	مصدر
206 81ت.ل	4.202 ± 0.011 م	β −	1.0	إل إن إتش بي
208 81ت.ل	3.060 ± 0.008 م	β −	1.0	BIPM-5
210 82الرصاص	22.20 ± 0.22 سنة	β −	1.0	إن إس دي إف
		ألفا	( 1.9 ± 0.4 ) × 10 −8
211 82الرصاص	36.1 ± 0.2 متر	β −	1.0	إن إس دي إف
212 82الرصاص	10.64 ± 0.01 ساعة	β −	1.0	BIPM-5
214 82الرصاص	26.8 ± 0.9 م	β −	1.0	إن إس دي إف
211 83بي	2.14 ± 0.02 م	β −	0.00276 ± 0.00004	إن إس دي إف
		ألفا	0.99724 ± 0.00004
212 83بي	60.54 ± 0.06 م	ألفا	0.3593 ± 0.0007	BIPM-5
		β −	0.6407 ± 0.0007
214 83بي	19.9 ± 0.4 متر	ألفا	0.00021 ± 0.00001	إن إس دي إف
		β −	0.99979 ± 0.00001
210 84بو	138.376 ± 0.002 د	ألفا	1.0	إن إس دي إف
219 86ر.ن	3.96 ± 0.01 ثانية	ألفا	1.0	إن إس دي إف
220 86ر.ن	55.8 ± 0.3 ثانية	ألفا	1.0	BIPM-5
221 87فرنسي	4.9 ± 0.2 متر	β −	0.00005 ± 0.00003	إن إس دي إف
		ألفا	0.99995 ± 0.00003
223 88را	11.43 ± 0.05 د	ألفا	1.0	إن إس دي إف
		14 ج	( 8.9 ± 0.4 ) × 10 −10
224 88را	3.627 ± 0.007 د	ألفا	1.0	BIPM-5
225 88را	14.9 ± 0.2 د	β −	1.0	إن إس دي إف
226 88را	( 1.600 ± 0.007 ) × 10 3 ص	ألفا	1.0	BIPM-5
228 88را	5.75 ± 0.03 سنة	β −	1.0	إن إس دي إف
224 89التيار المتردد	2.78 ± 0.17 ساعة	ألفا	0.091 +0.020 -0.014	إن إس دي إف
		المفوضية الأوروبية	0.909 +0.014 -0.020
225 89التيار المتردد	10.0 ± 0.1 د	ألفا	1.0	إن إس دي إف
227 89التيار المتردد	21.772 ± 0.003 سنة	ألفا	0.01380 ± 0.00004	إن إس دي إف
		β −	0.98620 ± 0.00004
228 89التيار المتردد	6.15 ± 0.02 ساعة	β −	1.0	إن إس دي إف
227 90ذ	18.718 ± 0.005 د	ألفا	1.0	BIPM-5
228 90ذ	698.60 ± 0.23 د	ألفا	1.0	BIPM-5
229 90ذ	( 7.34 ± 0.16 ) × 10 3 ص	ألفا	1.0	إن إس دي إف
230 90ذ	( 7.538 ± 0.030 ) × 10 4 ص	ألفا	1.0	إن إس دي إف
		سان فرانسيسكو	≤ 4 × 10 −13
231 90ذ	25.52 ± 0.01 ساعة	β −	1.0	إن إس دي إف
		ألفا	~ 4 × 10 −13
232 90ذ	( 1.405 ± 0.006 ) × 10 10 ص	ألفا	1.0	إن إس دي إف
		سان فرانسيسكو	( 1.1 ± 0.4 ) × 10 −11
233 90ذ	22.15 ± 0.15 م	β −	1.0	إل إن إتش بي
234 90ذ	24.10 ± 0.03 د	β −	1.0	إن إس دي إف
231 91با	( 3.276 ± 0.011 ) × 10 4 سنة	ألفا	1.0	إن إس دي إف
		سان فرانسيسكو	≤ 3 × 10 −12
232 91با	1.32 ± 0.02 د	المفوضية الأوروبية	0.00003 ± 0.00001	إن إس دي إف
		β −	0.99997 ± 0.00001
233 91با	26.98 ± 0.02 د	β −	1.0	إل إن إتش بي
234 91با	6.70 ± 0.05 ساعة	β −	1.0	إن إس دي إف
234م 91با	1.159 ± 0.016 م	هو - هي	0.0016 ± 0.0002	الوكالة الدولية للطاقة الذرية-CRP-XG
		β −	0.9984 ± 0.0002
232 92و	68.9 ± 0.4 سنة	ألفا	1.0	إن إس دي إف
		سان فرانسيسكو
233 92و	( 1.592 ± 0.002 ) × 10 5 ي	ألفا	1.0	إن إس دي إف
		سان فرانسيسكو
234 92و	( 2.455 ± 0.006 ) × 10 5 ص	ألفا	1.0	إل إن إتش بي
		سان فرانسيسكو	( 1.6 ± 0.2 ) × 10 −11
235م 92و	26 ± 1 م	هو - هي	1.0	إن إس دي إف
235 92و	( 7.038 ± 0.005 ) × 10 8 ص	ألفا	1.0	إن إس دي إف
		سان فرانسيسكو	( 7 ± 2 ) × 10 −11
236 92و	( 2.342 ± 0.004 ) × 10 7 ي	ألفا	1.0	إن إس دي إف
		سان فرانسيسكو	( 9.4 ± 0.4 ) × 10 −10
237 92و	6.749 ± 0.016 د	β −	1.0	إل إن إتش بي
238 92و	( 4.468 ± 0.005 ) × 10 9 ص	ألفا	1.0	إل إن إتش بي
		سان فرانسيسكو	( 5.45 ± 0.04 ) × 10 −7
239 92و	23.45 ± 0.02 م	β −	1.0	إن إس دي إف
236 93ن ب	( 1.55 ± 0.08 ) × 10 5 ي	ألفا	0.0016 ± 0.0006	إل إن إتش بي
		β −	0.120 ± 0.006
		المفوضية الأوروبية	0.878 ± 0.006
236م 93ن ب	22.5 ± 0.4 ساعة	β −	0.47 ± 0.01	إل إن إتش بي
		المفوضية الأوروبية	0.53 ± 0.01
237 93Np	( 2.144 ± 0.007 ) x 106 y	α	1.0	ENSDF
		SF
238 93Np	2.117 ± 0.002 d	β−	1.0	ENSDF
239 93Np	2.356 ± 0.003 d	β−	1.0	ENSDF
236 94Pu	2.858 ± 0.008 y	α	1.0	ENSDF

References

LNHB	Laboratoire National Henri Becquerel, Recommended Data, http://www.nucleide.org/DDEP_WG/DDEPdata.htm Archived 13 February 2021 at the Wayback Machine, 3 October 2006.
BIPM-5	M.-M. Bé, V. Chisté, C. Dulieu, E. Browne, V. Chechev, N. Kuzmenko, R. Helmer, A. Nichols, E. Schönfeld, R. Dersch, Monographie BIPM-5, Table of Radionuclides, Vol. 2 – A = 151 to 242, 2004.
ENSDF	"Evaluated Nuclear Structure Data File". Brookhaven National Laboratory. Retrieved 15 November 2006.
IAEA-CRP-XG	M.-M. Bé, V. P. Chechev, R. Dersch, O. A. M. Helene, R. G. Helmer, M. Herman, S. Hlavác, A. Marcinkowski, G. L. Molnár, A. L. Nichols, E. Schönfeld, V. R. Vanin, M. J. Woods, IAEA CRP "Update of X Ray and Gamma Ray Decay Data Standards for Detector Calibration and Other Applications", IAEA Scientific and Technical Information report STI/PUB/1287, May 2007, International Atomic Energy Agency, Vienna, Austria, ISBN 92-0-113606-4.

• Actinides in the environment
• Lanthanides
• Major actinides
• Minor actinides
• Transuranics

• Golub, A. M. (1971). Общая и неорганическая химия (General and Inorganic Chemistry). Vol. 2.
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
• Myasoedov, B. (1972). Analytical chemistry of transplutonium elements. Moscow: Nauka. ISBN 978-0-470-62715-0.

• Lawrence Berkeley Laboratory image of historic periodic table by Seaborg showing actinide series for the first time
• Lawrence Livermore National Laboratory, Uncovering the Secrets of the Actinides
• Los Alamos National Laboratory, Actinide Research Quarterly