Các nguyên tố phân nhóm IIIB

CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM PHỤ NHÓM IIIB I. NHẬN XÉT CHUNG: Nhóm nguyên tố 3 là cột số 3 trong bảng tuần hoàn (tiêu chuẩn), còn được gọi là nhóm scandi gồm các nguyên tố kim loại là scandi (Sc), yttri (Y), lantan (La) và actini (Ac). Ngòai ra thuộc vào phân nhóm này còn có các nguyên tố họ lantanit và họ actinit. Trong nhóm 3, các nguyên tố Sc và Y là các kim loại nhẹ. Các nguyên tố phân nhóm scandi là những nguyên tố d đầu tiên trong các chu kỳ lớn, nghĩa là ở chúng electron bắt đầu điền vào phân nhóm d của lớp kề ngòai cùng. Cấu hình electron hóa trị của chúng là: Sc Y La Ac 3d1 4s2 4d1 5s2 5d1 6s2 6d1 7s2 Vì vậy các nguyên tố phân nhóm scanđi là những kim lọai mạnh và chỉ thể hiện trạng thái oxy hóa duơng không đổi là +3 trong mọi truờng hợp giống nhôm. Chúng có SPT đặc trưng tăng dần từ Sc đến La: 6 ( đối với Sc), 8 và 9 ( đối với La, Y). Về tính chất, chúng gần với các nguyên tố của phân nhóm chính nhóm II ( Ca, Sr, Ba, Ra) hơn là gần với các nguyên tố phân nhóm chính nhóm III ( do chúng nằm tiếp ngay sau các nguyên tố của phân nhóm chính nhóm II). Vì vậy chúng có tính chất hòan tòan kim loại, và tính chất kim loại tăng khi đi từ Sc đến Ac. Trong vỏ quả đất, các nguyên tố phân nhóm scanđi rất phân tán, chúng không tạo thành các quặnbg riêng. Do đó rất khó tách chúng ở trạng thái nguyên chất. II. CÁC ĐƠN CHẤT : Ở dạng đơn chất, chúng là những kim lọai màu trắng. duới đây là một hằng số hóa lý của chúng: Nguyên tố Sc Y La Ac Rk 1,64 1,81 1,87 2,03 d (g cm3) 3,0 4,47 6,16 10,1 Thế điện cực tiêu chuẩn (v) 2,08 2,37 2,52 2,6 Tnc (C) 1539 1525 920 1040 Ts ( C) 2700 3025 3470 HĐ ( % nguyên tử ) 3.104 2,6.104 2,5.104 5.1015 Độ họat động hóa học của các nguyên tố phân nhóm scanđi chỉ thua các kim loại kiềm và kiềm thổ và từ Sc đến Ac họat tính hóa học tăng lên rõ rệt. Khi đun nóng, chúng tác dụng với nhiều phi kim, và khi nóng chảy chúng tác dụng với nhiều kim lọai. Trong dãy điện thế, chúng đứng rất xa trước hyđro. Scanđi không phản ứng với H20, còn lantan phân hủy chậm nuớc ngay ở điều kiện thường: 2La + 6H20 > 2La(OH)3 + 3H2 Các kim lọai này dễ tác dụng với các axit lõang, trong đó với HNO3 lõang chúng phản ứng tạo thành NH4NO3: 8Sc + 30 HNO3 > 8 Sc(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O Với các phi kim lọai kém họat động, các nguyên tố phân nhóm scanđi tạo thành các hợp chất nóng chảy kiểu hợp chất kim lọai như : ScB2, YB2, LaB6, XSi2 ( X Sc, Y, La, Ac ), YC2, LaC2, ScC. Các cacbua của Sc, Y, La có thành phần và tính chất không giống cacbua Al, mà giống cacbua canxi CaC2. Các kim lọai Sc, Y, La đuợc điều chế bằng cách điện phân muối clỏua nóng chảy. III. CÁC HỢP CHẤT X(+3) Các hợp chất X(+3) thuờng là những chất tinh thể trắng, có tính bazơ tăng dần từ Sc(+3) đến Ac(+3). Chẳng hạn các oxyt X2O3 là những bột trắng tinh thể, khó nóng chảy, tuy ít tan hơn cấc oxyt của kim lọai kiềm thổ, nhưng vẫn hóa hợp mạnh với nuớc tạo thành các hyđroxyt X(OH)3 , ví dụ : La2O3 + 3H2O > 2 La(OH)3 Họat tính hợp nuớc tăng dần theo thứ tự từ Sc2O3 đến Ac2O3. Các hyđroxyt X(OH)3 có tính bazơ và độ tan trong nước tăng lên khi đi từ Sc(OH)3 đến Ac(OH. Ví dụ : Sc(OH)3 là chất lưỡng tính, nhưng La(OH)3 là bazơ khá mạnh, gần bằng Ca(OH)2 . Khi nấu chảy Sc2O3, Sc(OH)3 với kiềm sẽ thu được muối MScO2, còn La(OH)3 trong điều kiện thường chỉ tác dụng với axit, hấp thụ CO2 , đẩy NH3 ra khỏi muối amoni. Các muối của X(+3) thường là những chất tinh chất tinh thể màu trắng. tan được trong nước là muối nitrat, photphat, florua… Từ dung dịch nứơc, các muối thường thóat ra dưới dạng những hyđrat tinh thể có số phân tử H2O thay đổi. Ví dụ: La2(SO4)3.8H2O , Sc2(SO4)3.5H2O , Y2(SO4)3.7H2O, XHal3.6H2O , Y2(CO3)3.H2O. Giống Al(+3), các muối florua của X(+3) khác với các muối clorua, bromua, iođua của chúng : các florua khó nóng chảy, không háo nước, không tan trong nước, trong khi đó ngược lại các muối clorua, bromua, iođua dễ nóng chảy, rất háo nứơc, tan tốt trong nứơc và dễ bị thủy phân. Cũng giống Al(+3), các nguyên tố phân nhóm scanđi thường tạo thành các muối kép, ví dụ: MX(SO4)2, MX(CO3)2, M2X(NO3)5….: K2CO3 + La2(CO3)3 → 2KLa(CO3)2 Hiện nay, các đơn chất và hợp chất của các nguyên tố phân nhóm scanđi còn chưa có ứng dụng rộng rãi. IV. CÁC NGUYÊN TỐ HỌ LANTANIT 1. Nhận xét chung Họ lantanit gồm 14 nguyên tố sau lantan, có tính chất rất gần lantan, đó là những nguyên tố 4f: Xeri (Ce) Tecbi (Tb) Xeri (Ce) Tecbi (Tb) Prazeodim (Pr) Đisprosi (Dy) Neodim (Nd) Honmi (Ho) Prometi (Pm) Ecbi (Er) Samari (Sm) Tuli (Tu) Europi (Eu) Ytecbi (Yb) Gadolini (Gd) Lutexi (Lu) Cấu hình electron của các nguyên tử lantanit có thể được biểu diễn bằng công thức chung sau đây: 4f214 5s25p65d01 6s2 Lớp electron N O P Do các electron cuối cùng điền vào phân lớp 4f của lớp N (lớp thứ 3 kể từ

CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM PHỤ NHÓM IIIB

Nhóm nguyên tố 3 là cột số 3 trong bảng tuần hoàn (tiêu chuẩn), còn được gọi

là nhóm scandi gồm các nguyên tố kim loại là scandi (Sc), yttri (Y), lantan (La)

và actini (Ac) Ngòai ra thuộc vào phân nhóm này còn có các nguyên tố họ lantanit

và họ actinit Trong nhóm 3, các nguyên tố Sc và Y là các kim loại nhẹ

Các nguyên tố phân nhóm scandi là những nguyên tố d đầu tiên trong các chu

kỳ lớn, nghĩa là ở chúng electron bắt đầu điền vào phân nhóm d của lớp kề ngòai cùng

Cấu hình electron hóa trị của chúng là:

3d1 4s2 4d1 5s2 5d1 6s2 6d1 7s2

Vì vậy các nguyên tố phân nhóm scanđi là những kim lọai mạnh và chỉ thể hiện trạng thái oxy hóa duơng không đổi là +3 trong mọi truờng hợp giống nhôm

Chúng có SPT đặc trưng tăng dần từ Sc đến La: 6 ( đối với Sc), 8 và 9 ( đối với

La, Y)

Về tính chất, chúng gần với các nguyên tố của phân nhóm chính nhóm II ( Ca,

Sr, Ba, Ra) hơn là gần với các nguyên tố phân nhóm chính nhóm III ( do chúng nằm tiếp ngay sau các nguyên tố của phân nhóm chính nhóm II) Vì vậy chúng có tính chất hòan tòan kim loại, và tính chất kim loại tăng khi đi từ Sc đến Ac

Trong vỏ quả đất, các nguyên tố phân nhóm scanđi rất phân tán, chúng không tạo thành các quặnbg riêng Do đó rất khó tách chúng ở trạng thái nguyên chất

Ở dạng đơn chất, chúng là những kim lọai màu trắng duới đây là một hằng

số hóa lý của chúng:

Nguyên tố Sc Y La Ac

Độ họat động hóa học của các nguyên tố phân nhóm scanđi chỉ thua các kim loại kiềm và kiềm thổ và từ Sc đến Ac họat tính hóa học tăng lên rõ rệt Khi đun nóng, chúng tác dụng với nhiều phi kim, và khi nóng chảy chúng tác dụng với nhiều kim lọai

Trong dãy điện thế, chúng đứng rất xa trước hyđro Scanđi không phản ứng với H20, còn lantan phân hủy chậm nuớc ngay ở điều kiện thường:

2La + 6H20 -> 2La(OH)3 + 3H2

Các kim lọai này dễ tác dụng với các axit lõang, trong đó với HNO3 lõang chúng phản ứng tạo thành NH4NO3:

8Sc + 30 HNO3 -> 8 Sc(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O

Với các phi kim lọai kém họat động, các nguyên tố phân nhóm scanđi tạo thành các hợp chất nóng chảy kiểu hợp chất kim lọai như : ScB2, YB2, LaB6, XSi2 ( X- Sc, Y, La, Ac ), YC2, LaC2, ScC

Các cacbua của Sc, Y, La có thành phần và tính chất không giống cacbua Al,

mà giống cacbua canxi CaC2

Các kim lọai Sc, Y, La đuợc điều chế bằng cách điện phân muối clỏua nóng chảy

Các hợp chất X(+3) thuờng là những chất tinh thể trắng, có tính bazơ tăng dần từ Sc(+3) đến Ac(+3) Chẳng hạn các oxyt X2O3 là những bột trắng tinh thể,

khó nóng chảy, tuy ít tan hơn cấc oxyt của kim lọai kiềm thổ, nhưng vẫn hóa hợp mạnh với nuớc tạo thành các hyđroxyt X(OH)3 , ví dụ :

La2O3 + 3H2O -> 2 La(OH)3

Họat tính hợp nuớc tăng dần theo thứ tự từ Sc2O3 đến Ac2O3

Các hyđroxyt X(OH)3 có tính bazơ và độ tan trong nước tăng lên khi đi từ Sc(OH)3 đến Ac(OH Ví dụ : Sc(OH)3 là chất lưỡng tính, nhưng La(OH)3 là bazơ khá mạnh, gần bằng Ca(OH)2 Khi nấu chảy Sc2O3, Sc(OH)3 với kiềm sẽ thu được muối MScO2, còn La(OH)3 trong điều kiện thường chỉ tác dụng với axit, hấp thụ CO2 , đẩy NH3 ra khỏi muối amoni

Các muối của X(+3) thường là những chất tinh chất tinh thể màu trắng tan được trong nước là muối nitrat, photphat, florua… Từ dung dịch nứơc, các muối thường thóat ra dưới dạng những hyđrat tinh thể có số phân tử H2O thay đổi Ví dụ: La2(SO4)3.8H2O , Sc2(SO4)3.5H2O , Y2(SO4)3.7H2O, XHal3.6H2O ,

Y2(CO3)3.H2O

Giống Al(+3), các muối florua của X(+3) khác với các muối clorua, bromua, iođua của chúng : các florua khó nóng chảy, không háo nước, không tan trong nước, trong khi đó ngược lại các muối clorua, bromua, iođua dễ nóng chảy, rất háo nứơc, tan tốt trong nứơc và dễ bị thủy phân

Cũng giống Al(+3), các nguyên tố phân nhóm scanđi thường tạo thành các muối kép, ví dụ: M[X(SO4)2], M[X(CO3)2], M2[X(NO3)5]….:

K2CO3 + La2(CO3)3 → 2K[La(CO3)2]

Hiện nay, các đơn chất và hợp chất của các nguyên tố phân nhóm scanđi còn chưa có ứng dụng rộng rãi

Họ lantanit gồm 14 nguyên tố sau lantan, có tính chất rất gần lantan, đó là những nguyên tố 4f:

Cấu hình electron của các nguyên tử lantanit có thể được biểu diễn bằng công thức chung sau đây:

Do các electron cuối cùng điền vào phân lớp 4f của lớp N (lớp thứ 3 kể từ ngoài vào), còn số electron ở lớp O (8 electron) và ở lớp P (2 electron) như nhau (thật ra thì riêng gađolini và lutexi chứa 9 electron ở lớp O), nên tính chất hóa học của các lantanit rất gần nhau

hiệu

Số TT

hóa

Prazeodi m Neodim Prometi Samari Europi

Pr Nd Pm Sm Eu

59 60 61 62 63

3 4 5 6 7

2 2 2 2 2

6 6 6 6 6

-2 2 2 2 2

+3,+4 +3 +3 +3,+2 +3,+2

Phân họ

Tecbi

Tecbi Đisprosi Honmi Ecbi Tuli Ytecbi

Tb Dy Ho Er Tm Yb

65 66 67 68 69 70

9 10 11 12 13 14

2 2 2 2 2 2

6 6 6 6 6 6

-2 2 2 2 2 2

+3,+4 +3,(+4) +3 +3 +3,(+2) +3,+2

Phân họ xeri gồm 7 nguyên tố đầu (Ce – Gd) Theo qui tắc Hund, các ocbitan 4f của chúng đều được điền dần 1 electron độc thân

Phân họ tecbi gồm 7 nguyên tố còn lại (Tb – Lu), ở đây các ocbitan 4f được điền thêm electron thứ 2:

4f7+2 4f7+3 4f7+4 4f7+5 4f7+6 4f7+7 4f145d2

Khi kích thích nhẹ, thì một trong các electron 4f chuyển sang phân lớp 5d Như vậy electron 5d15s2 quyết định chủ yếu tính chất của các lantanit và vì thế các lantanit có nhiều điểm giống với các nguyên tố d của nhóm III (tức Sc, Y,

La, AC), trong đó giống nhất là với ytri và lantan

Do có tính chất rất gần nhau, nên các lantanit họ với Sc, Y, La thành một họ gọi là “họ các nguyên tố đất hiếm”

Người ta còn thấy rằng bán kính nguyên tử RX và bán kính ion RX +3 của các lantanit rất gần nhau, điều này giải thích thêm cho sự rất giống nhau trong tính chất của các lantanit:

Sự tăng điện tích hạt nhân làm giảm kích thước của các nguyên tử và ion, gây ra sự “co lantanit”

Do bán kính nguyên tử của các lantanit giảm dần từ Ce đến Lu, nên nếu nghiên cứu thật kỹ thì thấy tính chất kim loại giảm dần từu Ce đến Lu

nên nếu nghiên cứu thật kỹ thì thấy tính chất kim loại giảm dần từ Ce đến Lu

Tính chất tuần hoàn của việc điền electron vào các ocbitan 4f ( đầu tiên là điền mỗi ocbitan một electron) gây ra sự tuần hoàn về tính chất ở bên trong họ latanit Ví dụ sự tuần hoàn về số oxy hóa đặc trưng chung cho cả họ lantanit là +3, nhưng ngoài số oxy hóa +3, xeri còn có thêm số oxy hóa +4 khá bền, Pr có thêm số

oxy hóa +4 ít bền , Sm và Eu có thêm số oxy hóa +2 Sự biến đổi hóa trị vừa nêu trong phân họ Ce-Gd được lặp lại tương tự trong phân họ Tb-Lu

2 Các đơn chất

Ở dạng đơn chất , các nguyên tố họ lantanit là những kim loại màu trắng bạc, khó nóng chảy (Pr và Nd có màu hơi vàng), rèn được, có độ cứng nhỏ , có độ dẫn điện giống Hg

Sau đây là một vài hằng số hóa lý của chúng:

Nguyên

tố

Nguyên

tố

Qua bảng trên, thấy rằng khi chuyển từ Ce đến Lu cũng có sự biến đổi tuần hoàn bên trong đối với các tính chất khối lượng riếng, tnc và ts,…

Giống lantan, độ hoạt động hóa học của các lantanit chỉ thua kim loại kiềm

và kiềm thổ

Trong không khí khô , kim loại ở dạng cục khó bền Khi đun nóng lên

200-400 oC,thì chúng bốc cháy ngoài không khí , tạo thành hỗn hợp oxit và nitrua

Ở dạng bột, xeri tự bốc cháy ngoài khống khí ở điều kiện thường

Các lantanit tác dụng mạnh với các halogen , khi đun nóng tác dụng được với nitơ

, lưu huỳnh, silic, cacbon, photpho, hydro…

Chúng tạo được hợp kim với nhiều kim loại, khi đó thường tạo thành các hợp chất giống kim loại, ví dụ: CeAl, Ce3Al, CeAg3 , CeMg, PrCu2, CeCu2, PrAl

Trong giải điện thế , các lantanit đứng xa trước hydro nên chúng phân hủy được nước, đặc biệt là nước nóng, tác dụng được với nhiều axit, chúng không tan trong kiềm

3.Các hợp chất lantanit (+3)

Các hợp chất lantanit (+3) tồn tại phổ biến dưới dạng các hợp chất bậc hai như X2O3,XHal3,X2S3, XN, XH3 và các muối khác nhau

Các oxit X2O3 là những bột trắng, rất khó nóng chảy, thực tế không tan trong nước, nhưng tác dụng với nước tạo thành hydroxit X(OH)3

Các X2O3 tan tốt trong HNO3, HCl, nhưng khi đã nung lên, thì mất hoạt tính hóa học n( giống Al) Chúng không tác dụng với kiềm

Các hydroxit X(OH)3 là những kết tủa vô định hình , khó tan trong nước Các hydroxit được điều chế bằng phản ứng trao đổi giữa muối lantanit và dung dịch kiềm.Do bán kính ion X3+ giảm từ Ce3+ đến Lu3+ nên theo hướng này tính bazơ của các hydroxit giảm dần: Ce(OH)3 gần với La(OH)3, còn Lu(OH)3 gần với Sc(OH)3

Độ bền nhiệt và độ tan của các hydroxit cũng giảm dần theo hướng trên Các muối lantanit (+3) tan được trong nước là clorua , nitrat , sunfat, khó tan

là sunfua, florua, photphat , cacbonat, oxalat…

Các hydrat tinh thể của lantanit (+3) có số phân tử nước khác nhau, ví dụ : X(NO3)3.6H2O, XBr3.6H2O, X2(SO4)3.8H2O, Nd(BrO3)3.9H2O…

Các nguyên tố đất hiếm có ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

Khả năng kết hợp với các khí rất lớn của chúng đã được sử dụng trong kỹ thuật chân không

Người ta thêm chúng vào các hợp kim để làm tăng cơ tính của hợp kim Các kim loại và hợp chất của chúng được dùng làm chất xúc tác trong tổng hợp vô cơ

và hữu cơ, dùng làm vật liệu trong kỹ thuật điện, vô tuyến điện, trong ngành năng lượng nguyên tử

Các oxyt, sunfua, nitrua, các bua của các latanit có nhiệt độ nóng chảy cao, nên được dùng để chế tạo gốm chịu nhiệt

Các latanit còn được sử dụng trong lĩnh vực sản xuất các loại thủy tinh đặc biệt

4 Các hợp chất lantanit (+4) và (+2)

Trạng thái oxy hóa dương (+4) đặc trưng đối với Ce: CeO2, CeF4, Ce(OH)4, Ce(ClO4)4, Ce(SO4)2…

CeO2 có màu vàng sáng, khó nóng chảy, khá trơ về mặt hóa học sau khi nung đỏ (không tác dụng với kiềm, axit)

Ce(OH)4 thu được bằng phản ứng trao đổi trong dung dịch nước là chất kết tủa nhầy có thành phần thay đổi CeO2 nH2O, có tính lưỡng tín: hòa tan trong axit tạo ức cation [Ce(H2O)n]4+ màu da cam, khi nấu chảy với kiềm tạo phức anion oxoxerat (IV):

2NaOH + CeO2 = NasCeO3 + H2O

Nói chung các muối Ce4+ không bền, bị tủy phân mạnh trong nước Các muối kép của Ce(+4) bền hơn, ví dụ: (NH4)2[Ce(NO3)6].2H2O

Trong dung dịch axit các hợp chất Ce(+4) thể hiện là chất oxy hóa mạnh, ví dụ:

2Ce(OH)4 + 8HCl = 2CeCl3 + Cl2+ 8H2O

Các nguyên tố Pr và Tb cũng tạo được hợp chất có số oxy hóa +4, nhưng các hợp chất này đều kém bền, nên là những chất oxy hóa mạnh

Trạng thái oxy hóa dương +2 thể hiện rõ ở Eu, Sm, Yb dưới dạng các hợp chất oxyt XO, hyđroxyt X(OH)2, muối… Các hợp chất X(+2) giống các hợp chất phân nhóm Ca

Ví dụ: XO, X(OH)2 có tính bazơ, XO4 không tan trong nước…

Các hợp chất lantanit (+2) có tính khử

5.Trạng thái tự nhiên:

Phần lớn các Ln có hàm lượng từ 10-4% đến 10-3%, các nguyên tố nặng nhất như

Tm, Yb, Lu có hàm lượng nhỏ hơn, khoảng 10-55

Có trên 100 khoáng vật chứa các Ln, nhưng chỉ có 2 khoáng vật có ý nghĩa thương mại như Monazit và Basnesit

Các mỏ đát hiếm của Việt Nam được phân bố ở miền Tây Bắc và các miền khác tổng trữ lượng khoảng 11 triệu tấn Vùng Nậm Xe có các khoáng vật kiểu Barit-cacbonat Lantanit-basnesit với quy mô lớn, có hàm lượng oxit đất hiếm cao có giá trị công nghiệp

6.Phương pháp điều chế:

Các kim loại lantanit được điều chế bằng cách khử các hợp chất có mức oxi hóa +3 của chúng Trong công nghiệp thường điện các muối halogenua khan nóng chảy hoặc dung phương pháp nhiệt kim

Trong phương pháp điện phân halogenua nóng chảy , người ta nấu chảy hổn hợp lantanit clorua LnCl3 với LaCl hoặc KCl2, sau đó điện phân khi dùng catot bằng graphit hoặc lưới thép chịu nhiệt, anot bằng thanh graphit

Trong phương pháp nhiệt riêng người ta dùng Canxi để khử Lantanit halogenua khan, thường là các florua hoặc clorua Ví dụ:

2LnF3 + 3 Ca → 2Ln + 3CaF2

7.Ứng dụng:

-Trong đèn măng xông

-Làm đá lửa.

-Điều chế các hợp kim với những tính chất đặc biệt

-Làm các chất phụ gia trong các hợp kim

-Trong kĩ thuật điện Sm có vai trò quan trọng nhất trong các lantanit do nó có tính chất từ rất đặc biệt

-Các lantanit được chế tạo pin nhiên liệu hydro

8.Vai trò sinh học:

-Chúng thuộc các nguyên tố tạp chất được tìm thấy trong cơ thể người và động vật

- Có một số dược phẩm trên cơ sở các phức chất của các Ln

-Các Ln tạo thành các phức chất bền với complexon, polyphotphat,…chúng sẽ làm thay đổi nhiều phản ứng sinh học

1.Nhận xét chung:

Các antinit bao gồm 14 nguyên tố từ 90Th đến 103Lr còn được gọi là các nguyên tố 5f Tương tự họ lantanit, actini tuy không phải nguyên tố 5f nhưng thường được ghép với các nguyên tố actinit thành họ actinit (An).Chúng cùng nằm chung một ô thuộc nhóm 3 của bảng tuần hoàn các nguyên tố

Các nguyên tố actinit không có các đồng vị bền.Chỉ có Ac,Th,Pa và U là các nguyên tố phóng xạ tự nhiên, các nguyên tố khác nhau đều được tổng hợp nhân tạo

Các hợp chất của các nguyên tố nữa đầu dãy với mức số oxi hóa cao như U(VI) , Np(VII), Pu(VII) … là các hợp chất cộng hóa trị do sự chuyển dịch hoàn toàn một lượng lớn electron từ nguyên tố này sang nguyên tố khác đòi hỏi năng lượng quá lớn

Th, Pa và U có cấu tạo electron và tính chất hóa học tương tự các nguyên tố nhóm 4,5 và 6 tương ứng.Phổ hấp thụ electron và từ tính của các actinit rất phức tạp

Bán kính nguyên tử , nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy của các actinit biến đổi không đơn điệu vì ở mỗi nguyên tố mức độ tham gia vào sự liên kết kim loại- kim loại của các obitan 5f, 6d,7s có thể khác nhau

Là kim loại màu trắng khó nóng chảy, đa số các kim loại actinit phát sáng trong bóng tối do hiện tượng phân hủy phóng xạ

Các nguyên tố actinit là các kim loại có độ dương điện khá lớn nên hoạt động hóa học mạnh

Khả năng của chúng tăng theo số thứ tự nguyên tử.Các An dễ dàng phản ứng với các nguyên tố phi kim như hydro, nito, lưu huỳnh , các halogen….đặc biệt khi đun nóng

Trong không khí chúng bị oxi hóa do tạo thành các màng oxi bao bọc, và tự bốc cháy nếu ở dạng bột

Không phản ứng với kiềm và phản ứng yếu với các axit, chúng tác dụng tương đối nhanh với axit HCl đặc,nhưng với dd HCl loãng chỉ tác dụng với Th và U.Th , U, Pu bị thụ động với HNO3 đặc nhưng khi thêm ion F- thì phản ứng xảy ra

Phản ứng với nước ở nhiệt độ thường thì các hợp chất An hầu như không xảy ra với nước nóng hoặc nước sôi phản ứng giải phóng hydro

3.Các hợp chất của An(II):

Mức oxi hóa +2 chỉ thể hiện ở 6 nguyên tố là Am và Cf  No Tuy nhiên chỉ Fm(II) Và No(II) là bền trong dd nước

4.Các hợp chất của An(III):

Actini và các nguyên tố actinit nặng (bắt đầu từ Am và Cm) có mức oxi hóa +3 tương đối bền, trong khi đó Th, Pa, U, Np, Pu khi ở trạng thái oxi hóa +3 là các chất khử mạnh.Các hợp chất kiểu AnX3 , An2O3, và An(OH)3 là các phức chất AnL3 không thể hiện tính khử

Các nguyên tố U,Np, Pu và Am có tính chất hóa học giống nhau nhưng khác nhau về độ bền tương đối của các hợp chất

Các actinit nặng nhất có tính chất tương tự lantanit Ví dụ: Fm và Lr có tính chất tương tự như Lu

Ac(III) có trong các dung dịch thu được trong quá trình xử lí nhiên liệu hạt nhân

5.Các hợp chất của An(IV):

Mức oxi hóa +4 đặc trưng đối với các nguyên tố từ Th đến Cm trong đó Th(IV) bền nhất, độ bền của mức oxi hóa +4 giảm dần theo dãy actinit

Ví dụ: Các hợp chất U có tính khử, kali pemanganat trong môi trường axit theo phản ứng

5U(SO4)2 + 2KMnO4 + 2H2O  5 UO2SO4 + K2SO4+ 2MnSO4 + 2 H2SO4

4.Các hợp chất cơ kim của các actinit

Giống như các lantinit các antinit có khả năng tạo thành các hợp chất cơ kim

Các xyclopentadienyl của các actinit chủ yếu tồn tại ở 3 dạng [ An(C5H5)3], [An(ῃ5 - C5H5)4] và dẫn xuất [An(ῃ 5 - C5H5)3X].

2AnCl3 + 3Be(C5H5)2  2 [An(C5H5)3] + 3BeCl2 ( ở 65oC)

6.Trạng thái tự nhiên :

Trong số 15 nguyên tố actinit chỉ có 4 nguyên tố là Ac,Th,Pa và U là tồn tại trong tự nhiên , Ac có hàm lượng rất thấp , các nguyên tố khác đều được tổng hợp