악티늄족
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란타넘족과 같이, 모든 악티늄족은 할로겐과 칼코겐에 큰 화학적 반응을 보인다. 그러나, 악티늄족이 좀 더 강하게 나타난다. 악티늄족은 적은 수의 5f-전자껍질을 가진 족으로, 혼성되기 쉽다. 이것은 7s, 6d 전자껍질과, 5f의 전자 에너지와 유사성을 가지고 있는 것을 설명하는 것이다. 대부분의 악티늄족들이 원자가 형태에서 더 큰 다양성을 보인다. 그리고 그 중 가장 안정한 것은, 우라늄 +6가, 프로탁티늄과 넵투늄 +5가, 토륨과 플루토늄 +4가, 그리고 악티늄 외의 원소 +3가가 있다.
화학적으로, 악티늄은 란타넘과 비슷한 성질을 띈다. 이것은 비슷한 크기의 이온 반지름과 전자 구조로 알 수 있다. 란타넘과 같이, 악티늄도 +3까지의 산화 상태를 가지고 있다. 그러나 악티늄은 반응이 덜하고 더욱 확연한 염기성을 가지고 있다. 악티늄족의 3+ 산화 상태 중 가장 산성이 적은 것은 Ac3+이다. 가수분해가 약한 성질을 가지고 있다.
토륨은 화학적으로 볼 때 더욱 반응적이다. 그로 인해 6d와 5f 껍질에서의 전자가 부족한 편이며, 4+ 이상의 토륨 화합물은 무색을 띈다. pH가 3보다 낮을 때, 염기성 토륨 용액은 양이온의 성질이 가장 크게 나타난다([Th(H2O)8]4+). Th4+ 이온은 비교적 큰 편이며, 배위수에 따라 0.95부터 1.14 Å 사이의 반지름을 가진다. 결과적으로, 염기성 토륨은 약한 가수분해 성질을 가지고 있다. 염기성 토륨의 독특한 성질은 물 뿐만이 아닌 액체에서의 가용성이 크다는 것이지만, 유기적 극성 용액의 성질도 가진다.
프로트악티늄은 2+ 이상의 성질을 보인다. +5 화합물이 가장 안정적이며, 프로트악티늄(V)의 +4 화합물은 쉽게 산화된다. 그러므로 용액에서의 +4 프로트악티늄은 수소 대기에서 강한 환원제에 의해 얻을 수 있다. +4 프로트악티늄은 화학적으로 우라늄(IV)과 토륨(IV)과 비슷한 성질을 가진다. 프로트악티늄(IV)의 플루오린산염, 인산염, 차인산염, 아이오딘산염 그리고 페닐아르손산염은 불용성이고 산을 중화시킨다. 프로트악티늄은 가용성이 있는 탄산염의 형태로 변한다. 5+의 성질을 가지고 있는 프로트악티늄의 가수분해성 성질은 탄탈럼(V)과 나이오븀(V)과 비슷하다. 프로트악티늄의 복합적 성질은 프로트악티늄의 5f 껍질을 채우는 결과가 나온다.
우라늄은 3+에서 6+까지의 성질을 보인다. 이 중에서는 6+이 제일 안정하다. 6+의 상태에서, 우라늄은 6족 원소와 비슷한 성질을 가진다. 많은 양의 우라늄(IV)과 우라늄(VI)의 화합물은 비화학적 화합물이다. 특징 중 하나는, 다양한 구조를 가지고 있다. 예시로, 사실상으로 이산화우라늄의 화학식은 UO2+x이다. 상황에 따라 'x'가 −0.4와 0.32로 달라진다. 우라늄(VI) 화합물은 약한 산화제의 반응을 가진다. 대부분의 화합물은 선형 우라닐족을 포함하고 있다. (UO2+
2). 4에서 6 사이의 리간드는 우라닐족을 수직 적도면에 수용할 수 있다. 우라닐족은 산소-전자 주개와 질소-전자 주개와 함께 굳은 산의 역할을 하며 강하고 복합적인 모습을 한다. NpO2+
2과 PuO2+
2 역시 넵투늄과 플루토늄의 6+ 상태이다. 우라늄(IV) 화합물은 환원적인 성질을 보이며, 특징 중 하나는, 대기 중의 산소에 의해 잘 산화된다는 것이다. 우라늄(III)은 매우 강한 환원물이다. 그래서 d-껍질로 존재하고, 우라늄 (또한 많은 악티늄족)은 유기 금속 화합물이다. 대표적으로 UIII(C5H5)3과 UIV(C5H5)4이 존재한다.
넵투늄은 3+에서 7+의 성질을 보인다. 이것은 동시에 용액에서 관찰할 수 있다. 용액에서 가장 안정한 성질은 +5이다. 하지만 고체 넵투늄 화합물에서는 +4 성질이 가장 안정하다. 넵투늄 금속은 매우 반응이 크다. 넵투늄의 이온은 가수분해하기 쉽고 배위 화합물을 형성한다.
플루토늄 역시 원자가에서 3+에서 7+ 상태가 존재하며, 그러므로 우라늄과 넵투늄과 화학적으로 비슷한 성질을 띄고 있다. 이것은 매우 반응적이며, 대기에서 산화 피막을 만든다. 플루토늄은 25–50°C까지 떨어진 온도에서 수소와 반응한다. 또한 이것은 할로겐화물과 금속간화합물의 형태도 띈다. 다른 산화 상태의 플루토늄 이온의 가수분해 반응은 상당히 다양하다. 플루토늄(V)은 중합 반응을 일으킬 수 있다.
악티늄족의 화합물 중 가장 다양한 것은 아메리슘이다. 이것은 2+에서 6+까지의 성질을 가진다. 2+의 아메리슘은 오직 건조한 화합물과 비수용액에서 얻을 수 있다.(아세토나이트릴) 산화 상태가 +3, +5 그리고 +6인 것은 전형적인 수용액에서 발견되지만, 고체 상태에도 들어있다. 4+의 아메리슘은 복합적인 수용액 또는 안정적인 고체 화합물의 형태를 가진다 (이산화, 플루오린화 그리고 수산화). 알칼리성 아메리슘은 6+의 산화 상태로 산화할 수 있다고 보고되었지만, 이 자료들은 잘못되었다고 입증되었다. 수용액에서의 아메리슘의 가장 안전한 원자가는 3+이고, 고체 화합물에서는 3+ 또는 4+이다.
로렌슘까지의 원소 (예외적으로 노벨륨)는 3+이 가장 안정하다. 퀴륨은 고체 화합물로 4+가 가능하고(플루오린화, 이산화), 버클륨은, 3+의 성질을 따라가지만, 4+의 성질도 보인다. 3+의 성질이 안정하지만, 고체 플루오린화물, 고체 이산화물에서는 4+의 성질도 보인다. 수용액에서의 Bk4+의 안정성은 Ce4+의 성질과 비슷하다. 캘리포늄, 아인슈타이늄, 페르뮴에서는 오직 3+의 성질만 발견되었다. 2+의 성질은 멘델레븀과 노벨륨에서 발견되었으며, 노벨륨은 2+의 성질이 3+의 성질보다 더 안정하다는 것이 입증되었다. 로렌슘에서는 수용액, 고체 화합물 둘 다 3+의 성질이 가장 안정하다는 것을 보여주었다.
우라늄부터 아메리슘까지의 An4+ 이온의 환원 능력을 더 늘리기 위해 쓰이는 산화 환원 전위는 ( ~E_{\frac {M^{4+}}{AnO_{2}^{2+}}}) 우라늄에서는 -0.32 V부터 0.34 V(넵투늄) 그리고 1.04 V (플루토늄)을 거쳐 1.34 V (아메리슘)까지 늘어난다. 모든 악티늄족 이온은 검은색의 염기성을 띄는 AnH3 수소화물의 형태이다. 또한 악티늄족은 탄화물도 만들어낸다. 탄화물을 만들어내는 일반적인 방식은 AnC 또는 AnC2 (우라늄일때는 U2C3)이 가능하다. 황화물 역시 An2S3과 AnS2로 만들어낼 수 있다.
질산 우라늄 (UO2(NO3)2)
우라늄의 III, IV, V, VI 염 수용액
넵투늄의 III, IV, V, VI, VII염 수용액
플루토늄의 III, IV, V, VI, VII염 수용액
사염화 우라늄
육플루오린화 우라늄
U3O8 (우라늄염)