]6d7s电子组态。5f及6d子殻层在早期锕系元素中能量相当接近，甚至比镧系元素中的4f和5d子殻层还近，而钍的6d子殻层比5f子殻层能量低，因为它的5f子殻层并未被完全填满的6s及6p子殻层良好遮蔽，所以较不稳定。这是因为相对论效应，更精确的说是自旋-轨道作用，在週期表底部变得更为重要。钍原子的5f、6d及7s的能量相近，导致钍几乎总失会失去它的四个价电子，并处于它的最高可能氧化态+4。这和钍的同族镧系元素铈不同，铈的最高氧化态也是+4，但是+3氧化态更为重要也更为稳定。比起铈，钍的游离能和氧化还原电位更