锕系元素又称5f过渡系，它是指周期表中原子序数从89～103的15种元素，它们是：锕(Ac),钍(Th),镤(Pa),铀(U),镎(Np),钚(Pu),镅(Am),锔(Cm),锫(Bk),镅(Cf),锿(Es),镄(Fm),钔(Md),锘(No),铑(Lr)。常以An表示锕系元素，它们都具有放射性。1789年德国克拉普罗特(Klaproth,M.H．1743～1817)从沥青铀矿中发现铀。它是被人们认识的第一种锕系元素。比铀原子序数小的锕、钍和镤也随后被陆续发现。在铀以后的元素称超铀元素，它们都是在1940年以后，用人工核反应合成的。极微量的镎和钚也存在于铀矿中。

   锕系元素的价电子构型见下表所示。

    从表中可看出：锕系元素的价电子构型与镧系元素相似，出现两种构型，即[Rn]5fⁿ7s²和[Rn]5f^n-16d¹7s²(锕和钍无5f电子)。这两种电子构型之间的竞争，决定于二者的能量。对锕系元素，前一半元素中，Pu和Am的5f^n-16d¹7s²的能量高于5fⁿ7s²，故它们的电子构型取5fⁿ7s²。Cm的情况与镧系的Gd相似。其余的均为5f^n-16d¹7s²。锕系元素中的后一半与镧系元素非常相似，其电子构型为[Ru]5fⁿ6s²。造成锕系元素电子层结构特殊的原因是5f和6d的能量相差较小(见图16-4)，电子由5f跃迁至6d所需能量也较低，使得其前半部分的结构中具有强烈保持d电子的趋向。

   锕系元素的已知氧化态见下表。

^{划黑短线的数字表示最稳定的氧化态;( )表示只存在于固体中;[ ]表示只存在于溶液中}   
   镧系元素无论是在水溶液或固体化合物中，+Ⅲ是正常氧化态；而锕系中前一部分元素(Th-Am)存在多种氧化态，Am以后的元素在水溶液中氧化态是+Ⅲ。
   从图16-4中可以看出来，锕系元素中的前一半，5f→6d跃迁所需的能量比镧系元素4f→5d跃迁要少些，因此锕系的前一半元素提供更多的成键电子的倾向要大些，它们存在较高的价态是必然的结果。

   锕系元素的离子半径列入下表中(配位数为6)。

   这些元素+3离子的最外层电子是已填满的6p层，随着原子序数增加，电子进入5f层，而5f电子不能完全屏蔽增加的核电荷，使有效核电荷增加，因而产生类似镧系收缩的锕系收缩现象。

   锕系元素不同类型的离子在水溶液中的颜色，列入下表。

    除少数离子(Ac³⁺，Cm³⁺，Th⁴⁺，Pa⁴⁺和PaO₂⁺)为无色外，其余离子都是显色的。镧系和锕系水合离子颜色的变化规律相似。Ce³⁺(4f¹)和Pa⁴⁺(5f¹)，Gd³⁺(4f⁷)和Cm³⁺(5f⁷)，La³⁺(4f⁰)和Ac³⁺(5f⁰)都是无色的。Nd³⁺(4f³)和U³⁺(5f³)显浅红色。