锕系元素的氧化态（oxidation states of the actinides）

如果说镧系是个只有一个音的家族、几乎永远是 +3，那么较早的锕系就是一支小型爵士乐队：铀奏出 +3、+4、+5、+6；镎和钚可以让其中好几个状态在同一个烧杯里共存，随酸度和近旁之物而变换。再往这一行后面走，乐声又安静下来，较晚的锕系归于镧系那单一的 +3 音符。理解这条弧线，是锕系化学的关键。

原因在于 5f 电子坐得有多深，而这沿系列变化。在较早的锕系（钍、镤、铀、镎、钚）中，5f 轨道位置相对偏高，向外伸展得足以与配体轨道和 6d 轨道重叠，所以 5f 电子能被诱入成键。这就使一整架氧化态的梯子变得可达：铀著名地从 U(III) 一直跑到 U(VI)，高价态常以线形的「酰」离子出现，如铀酰 UO2-2+ 和镎酰 NpO2-+，其中金属与两个氧多重成键。越往右走，更多的质子把 5f 轨道往下、往里拉，将电子锁起，正如镧系中 4f 电子被锁住一样。到镅及以后，高价态消退，+3 重新占主导——锕系「变得像镧系」，恰恰因为它们的 f 电子终于变得像内层电子。

这对整个核化学都至关重要。钚之所以如此难以处理、在环境中如此易迁移，正因为它能同时处于四种氧化态（Pu(III)、Pu(IV)、Pu(V)、Pu(VI)），各有不同的溶解度与化学，甚至在它们之间发生歧化。把乏燃料中的铀与钚分开，利用的正是这些氧化还原差异——只调一种元素而不调另一种的氧化态，它们便分道扬镳。诚实的提醒：这些状态是真实的化学，但每一个锕系离子也都有放射性，许多还很稀少，所以这张氧化还原图谱的许多部分，是在屏蔽之后用毫克或微克量级的工作艰辛拼凑出来的。