元素周期表中第57号元素镧到71号元素镥15种元素的统称，它们的化学性质相似，和镧系元素一样单独组成一个系列，在元素周期表中占有特殊位置。锕系元素包括了铀以后人工合成的11种超铀元素。

概况(主要成员 来源 电子构型)

元素性质(化学性质)

应用领域

氧化态

概况

主要成员

镧（lan）系元素（lanthanide element）包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥，它们都是稀土元素的成员。

来源

锕系元素的前四种锕、钍、镤、铀存在于自然界。镎至铹11种锕系元素则全部用人工核反应合成（镎、钚在含铀矿物中也有发现，但其量极微），合成的方式有在反应堆或核爆炸中辐照重元素靶及在加速器上用带电

粒子轰击重元素靶等。

电子构型

按照原子核外的电子能级，元素周期表第七周期内锕以后的元素逐次充填5f内层电子，直到充满14个5f内层电子为止。由于原子的最外层电子构型基本相同,只在5f内层更迭电子,所以这些元素组成了自成系列的锕系元素。基于此种设想的锕系理论是由美国核化学家G.T.西博格于1944年提出的。根据这个理论，锕系最后一个元素为第103号元素，而第104号元素预计不属于锕系而属于第Ⅳ副族。超铀元素的成功合成及对其化学性质的研究，尤其是第104号元素的发现,都证实了锕系理论的正确。

元素性质

化学性质

由于镧系和锕系两个系列的元素随着原子序数的增加都只在内层轨道（相应的4f和5f轨道）充填电子，其外层轨道（相应的6s、5d和7s、6d轨道）的电子排布基本相同，因此不仅镧系元素和锕系元素的化学性质相似，而且每个系列内元素之间的化学性质也是相近的。 大多数锕系元素都有以下性质：能形成络离子和有机螯合物的三价阳离子；生成三价的不溶性化合物，如氢氧化物、氟化物、碳酸盐和草酸盐等；生成三价的可溶性化合物，如硫酸盐、硝酸盐、高氯酸盐和某些卤化物等。在水溶液中多数锕系元素为+3氧化态,前面几个和最后几个锕系元素还有不同的氧化态,如镤有+5氧化态；铀、镎、镅有+5和+6氧化态,镎和钚还有+7氧化态,可以MO娚、MO卂、MO幯等离子形式存在（镧系元素中最高氧化态为+4）；锎、锿、镄、钔和锘等元素都有+2氧化态。锕系与镧系的这种差别是因为轻的锕系元素中5f电子激发到6d轨道所需能量比相应的镧系元素中4f电子激发到5d轨道的能量要小，使得锕系元素比镧系元素有更多的成键电子，因而出现较高的氧化态；而重的锕系元素却正好相反。

锕系元素和镧系元素中都发现离子半径收缩的现象，即随着原子序数的增大，离子半径反而减小。锕系元素中，充填最初几个5f电子时,离子半径收缩比较明显,后来趋于平缓，使得这些元素的离子半径十分接近。因此锕系元素在化学性质上的差别随着原子序数增大而逐渐变小，以致逐个地分离锕系元素（尤其是重锕系元素）越来越困难。溶剂萃取和离子交换是广泛使用的分离方法，特别是在发现锫、锎、锿、镄和钔等元素时，离子交换色谱法曾起了重要的作用。基于离子半径的微小差别及对各种络合剂的不同络合作用，锕系元素可依次从离子交换柱淋洗下来。

应用领域

镧系元素应用极为广泛。化学工业上主要用作催化剂。例如混合镧系元素的氯化物和磷酸盐用作催化剂，以加速石油的裂化分解。混合稀土氧化物广泛用作玻璃抛光材料和玻璃的脱色剂，还可用来制造耐辐射玻璃和激光玻璃。用三氧化二钇和三氧化二镝可制得耐高温透明陶瓷，这种陶瓷被用于火箭、激光、电真空等技术工程上。此外，电视工业中大量使用的荧光粉为某些希土化合物，此荧光粉用于制造电视荧光屏。

钢铁中加入少量稀土元素，可大大改善钢的机械性能，因此稀土元素可称为钢铁的“维生素”。例如在生铁里加进铈，可得到球墨铸铁，使生铁具有韧性且耐磨，可以铁代钢，以铸代锻。

此外，农业上用稀土元素可是粮食增产10%~20%，白菜增产29%，大豆增产50%，还可提高西瓜的产量和甜度，因此用作高效微量肥料。

氧化态

镧系元素在固态、水溶液中或其他溶剂中的特征氧化态是+3。由于镧系元素在气态时，失去两个6s电子和一个5d电子或失去两个6s电子和一个4f电子所需的电离能比较低，所以一般能形成稳定的+3氧化态。除+3特征氧化态外，镧系元素还存在着一些不常见的氧化态。例如：铈、镨、钕、铽、镝存在+4氧化态，原因是它们的4f层保持或接近全空、半满或全充满的状态比较稳定，但只有+4氧化态的铈能存在于溶液中，它是很强的氧化剂。

同理，铈、钕、钐、铕、铥、镱还存在+2氧化态。