锿

化学特性

和所有锕系元素一样，锿在化学上非常活泼。其+3氧化态在固体及水溶液中最为稳定，并呈浅粉红色。在固体中，锿还可以形成+2态。这种+2态在许多别的锕系元素中是不存在的，包括镤、铀、镎、钚、锔和锫。Es²⁺化合物可以通过使用二氯化钐还原Es³⁺来取得。气态化学研究臆测可能存在+4态，但这仍待证实。

同位素

锿已知共有19种同位素及3种同核异构体，原子量从240到258不等。它们全都具有放射性，其中最稳定的同位素为²⁵²Es，半衰期为471.7天。其他较稳定的同位素包括²⁵⁴Es（半衰期为275.7天）、²⁵⁵Es（39.8天）及²⁵³Es（20.47天）。其余所有的同位素半衰期都在40小时以下，大部分的在30分钟以下。三种同核异构体中，最稳定的为²⁵⁴ᵐEs，其半衰期为39.3小时。

核裂变

锿具有高核裂变率，因此要持续核链式反应所需的临界质量很低。一个纯²⁵⁴Es同位素球体的临界质量为9.89公斤，只要加上一条30厘米长的钢条或水反射层就能把临界值降到2.9甚至2.26公斤。然而，这一数值远比目前总共制造出的锿元素要多，其中²⁵⁴Es的总产量则更少。

天然存量

由于锿的所有同位素半衰期都很短，所以一切原始的锿核素，也就是在地球形成时可能存在的锿，至今都已全部衰变。锿也可以通过地壳中锕系元素（铀和钍）的多次中子捕获产生，但这发生的可能性极低。因此地球上几乎所有的锿都是在科学实验室、高能核反应堆或是核武器试验中产生的，并在合成后只存留不超过几年的时间。锿和镄曾在位于加蓬奥克洛的天然核反应堆中自然产生，但至今已不再形成了。

合成与提取

锿是在核反应堆中通过对锕系元素进行中子撞击而产生的。锿元素的主要来源是位于美国田纳西州橡树岭国家实验室的85 MW高通率同位素反应堆（HFIR），以及位于俄罗斯季米特洛夫格勒核反应器研究所（NIIAR）的SM-2环流反应器。这两个反应器都是专门用于制造超锔元素的（Z > 96）。两座设施的功率和通量相约，所以两者对超锔元素的生产量应该是相约的，但文献较少报导NIIAR所生产的超锔元素。该实验室通过对锔进行辐射，一般每次可生产数十克（1×10¹ g）锎、数毫克（1×10⁻³ g）锫和锿以及数皮克（1×10⁻¹² g）镄。
HFIR在1961年首次制成微量的²⁵³Es，样本大约重10纳克（1×10⁻⁹ g）。研究人员使用了一种特殊的磁秤来估计样本的重量。之后的单次产量增加到1967年至1970年的0.48毫克，然后到1971年至1973年的3.2毫克，再到1974年至1978年的每年3毫克产量。这些数值指的是刚刚完成辐射时的锿元素总量，而接着的分离过程会将纯锿的量降低大约10倍。

在核爆炸中合成

对1千万吨级核弹“常春藤麦克”的辐射落尘所进行的分析是一项长期项目，其目的为研究在高能核爆中超铀元素的生产效率。使用核爆的原因如下：把铀转变成超铀元素需要多重中子捕获，而捕获概率随中子通量的提升而增加。核爆炸是最强的中子源，每微秒每平方厘米能够产生10²³个中子（约10²⁹中子/(cm²·s)）。相比之下，高通率同位素反应堆的中子通量也只有5×10¹⁵中子/(cm²·s)。埃内韦塔克环礁爆炸处随即设立起了一座实验室，以对辐射落尘进行初步分析，因为某些同位素在被送到美国本土之前，便可能已经衰变殆尽了。飞机带着滤纸在核爆之后飞过环礁的上空，并把采回的样本立即送往该实验室。起初，人们希望能够以此发现比镄更重的元素，但在1954年至1956年于该环礁进行了一系列百万吨级核试验之后，却仍没有发现这些元素。 
由于相信在局限空间内的核爆可能会增加产生重元素的可能性，因此内华达试验基地（现内华达国家安全区）又在1960年代进行地底核试验，并采集数据。除了一般的铀之外，核弹还装有镅和钍与铀的混合物，以及钚与镎的混合物。试验结果产量偏少，因为装载的重元素提高了裂变率，并导致较重同位素的流失。对产物的提取分离非常困难，因为原子尘分布在地下300至600米处熔化及汽化了的岩石中，而到如此的深度钻地取样又缺乏效率。 
在1962至1969年间进行的9次地底核试验中，最后一次的规模最大，而其超铀元素产量也最高。在产量与原子质量数的关系图（左图）中，质量较低并拥有奇数质量数的同位素有较低的产量，因而在图中产生锯齿形的曲线。这是因为拥有奇数核子的同位素有较高的裂变率。研究中最大的问题在于采集爆炸后散落在各处的辐射落尘。载有滤纸的飞机只吸附到总量的4×10⁻¹⁴，而在埃内韦塔克环礁处所采集到的量也只增加了两个数量级。在“Hutch”核试验60天后提取的500公斤岩石当中也只有总量的10⁻⁷。这500公斤岩石，相比在爆炸7天后取得的0.4公斤石块，其含超铀元素的量只不过高出30倍。这证明超铀元素的量与收集的岩石重量是不成正比的。为了加快样本采集的速度，人们在核试验之前就在爆炸原点钻出了若干个竖井，这样爆炸就会把足够的样本从中心通过竖井带到地表，方便采样。该方法在“Anacostia”和“Kennebec”核试验中得到尝试，并立即为研究提供了数百公斤的物质，但是其中锕系元素的浓度比通过钻地取得的样本的少三倍。这种方法虽然能够有效帮助研究存留时间短的同位素，但却无法提高整体锕系元素的产量。 
尽管这一系列核试验没有再产生新的元素（除锿和镄外），而所取得的超铀元素量也不如理想，但是其总体产生的稀有重同位素的量却仍然比此前实验室中能够合成的要多。在“Hutch”核试验中取得的包括大量稀有的²⁵⁰Cm同位素，这是很难从²⁴⁹Cm产生的：²⁴⁹Cm的半衰期（64分钟）相对需数个月时间的反应堆辐射来说太短，但对于核爆炸时间段来说就很长了。

分离

不同的锿合成方式需要相应的分离程序。如果使用回旋加速器使轻离子对重离子进行撞击，那么重离子目标体是固定在金属薄片上的，因此产生的锿在辐射完毕后只需要从薄片上冲洗下来。不过这种方法的锿产量相对较低。使用反应器辐射法能够大大提高产量，但产物将会混有各种锕系元素的同位素，以及核裂变产生的镧系元素。从这种混合物中分离锿元素是个非常繁复的过程，须在高温高压下重复进行正离子交换，再进行色谱法。锿与锫的分离是非常重要的，因为在核反应器中产生的最稳定的锿同位素²⁵³Es会衰变为²⁴⁹Bk，半衰期只有20天。这对于多数实验来说都是个很短的时间段。要分离它们就需要用到锫的化学特性：锫能够轻易地氧化成为+4态的固体，并从溶液中沉淀出来；其他的锕系元素，包括锿，则会在溶液中保持其+3氧化态。
要在衰变产物中把三价的锕系元素从镧系元素中分离出来，可以使用正离子交换树脂柱，并注入含有90%水及10%乙醇的氢氯酸饱和溶液，作为洗提剂。其后一般使用负离子交换层析法，所用的洗提剂是浓度为6 M的氢氯酸。最后再以经铵盐处理过的正离子交换树脂柱（Dowex-50交换柱）来分离含有99、100及101号元素的分析层。根据洗提位置随时间的变化，就可以辨认这几个元素，可用的洗提剂包括α-羟基异丁酸溶液（α-HIB）。
对三价锕系元素的分离也可以通过溶剂萃取层析法进行，使用二(2-乙基己基)磷酸酯（简称HDEHP）作为静止的有机相态，并使用硝酸作为流动的水溶相态。锕系元素的洗提顺序与使用正离子交换树脂柱时的顺序相反。以这种方法分离出来的锿不含有机络化剂，而使用树脂柱分离的锿则会含有机络化剂。

氧化物

三氧化二锿（Es₂O₃）呈无色立方晶体，可通过燃烧硝酸锿(III)燃烧制成。其首次被研究时的量只有数微克，晶体大小约为30纳米。该氧化物还有其他两种相态，结构分别属于单斜晶系及六方晶系。Es₂O₃形成时的相态取决于其制备方式，目前还没有相关的相态图。在锿的自我辐射及加热下，三种相态会自发互相转变。其六方晶系的相态与三氧化二镧同型：Es³⁺离子被O2–离子以六配位的形式包围。

有机化合物

锿的高放射性有用于放射性疗法的潜力。科学家曾合成锿的有机络合物，从而将锿原子带到身体中指定的器官里。曾经有实验把柠檬酸锿（以及镄化合物）注射到狗的体内。Es³⁺也被加入到β-二酮螯合物中，因为在紫外线照射下，镧系元素的β-二酮螯合物在所有金属有机化合物中拥有最强的冷发光效应。当制备锿络合物时，要用Gd³⁺把Es³⁺稀释1000倍。这样可以降低化合物被自身辐射破坏的程度，使化合物能够在实验所需的20分钟内不至于瓦解。Es³⁺发光的强度太弱，因此未能被探测到。这是因为化合物中各部分的相对能量不理想，所以螯合物框架不能有效地把能量传递到Es³⁺离子中。在换成镅、锫及镄元素后，实验有相同的结果。
Es³⁺离子的发光效应却在无机氢氯酸溶液及含有二(2-乙基己基)正磷酸的无机溶液中被观测到。波长峰值位于1064纳米（半值宽度为100纳米），可经由绿光照射来激发（约495纳米波长）。发光持续数微秒，量子产额低于0.1%。Es³⁺的非辐射衰变率比镧系元素的高，而这是由于Es³⁺的f轨道电子与内层电子间具有较强的相互作用。

安全

有关锿毒性的数据主要来自对动物的研究。当老鼠进食了锿以后，只有大约0.01%的锿进入了血液。进入血液的锿中有65%进入了骨骼，并存留大约50年；25%进入了肺部，生物半衰期约为20年。但由于锿本身半衰期更短，所以这些数值是没有实际关系的。另外0.035%进入了睾丸或0.01%进入卵巢，并永久存留。进食的量中大约10%被排放出来。锿在骨骼表面均匀分布，这和进食了钚后的结果相同。