锕系元素的已知氧化态见表23－12。与镧系元素比较，无论是水溶液或固体化合物＋Ⅲ是镧系的正常氧化态；而锕系中前面一部分元素（Th～Am）存在多种氧化态，但是Am以后的元素在水溶液中共同的氧化态是＋Ⅲ。

表23－12  锕系元素的氧化态

    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

    ［］表示只存在溶液中

       在锕系中后一部分元素的三价离子较稳定是由于热力学上的原因。在水溶液中这种氧化还原稳定性要求：（1）三价离子的水化热焓应该大于二价离子的，其数值应大于第三电离势；（2）四价离子的水化热焓应该大于三价离子的，其数值应小于第四电离势。

       锕系中前一部分元素存在高氧化态，至少可以定性地说：这些元素的第四和更高的电离势比相应的镧系元素小。对锕系还没有实验测定的电离势数据，但是4f和5f过渡系的差别可能类似于3d和4d过渡系的差别。从表23－13可看出，4d元素的已知电离势明显地小于3d元素。4d过渡系中相同氧化态的离子半径，比在3d过渡系中对应的元素要大些。同样，锕系的前几个元素三价离子半径比相应的镧系离子大7％，但是随着原子序数增加这种离子半径差别减小，Cf3+离子半径只比镧系中的Dy3+大4％。这样可以认为：在锕系的前几个元素，它们的有效核电荷要比对应的镧系离子少14％，而到Cf只少8％。综上所述，据推测前一部分锕系元素的第四电离勢或更高的电离势比相应的镧系元素小；而它们的离子半径比较大；有效核电荷减小。这样就使得它们存在多种氧化态。

表23－13  3d和4d过渡系元素的电离势