1. Физические свойства

С физической точки зрения актиноиды — типичные металлы. Все они мягкие, имеют серебристый цвет, достаточно высокую плотность и пластичность. На воздухе постепенно теряют блеск, образуя оксидные пленки различного состава. В мелкораздробленном состоянии способны самовоспламенятся на воздухе, т. е. обладают пирофорностью. В воде ионизируются, окрашивая раствор в различные цвета (см. приложение Б, табл. Б.4). Некоторые из этих металлов можно разрезать ножом. Торий по твёрдости подобен мягкой стали. Из нагретого чистого тория можно раскатывать листы, вытягивать проволоку. Торий почти вдвое легче урана и плутония, но твёрже их обоих. Все актиноиды в той или иной степени радиоактивны. Для всех актиноидов, кроме актиния, характерен полиморфизм.

Физические свойства актиноидов представлены в таблице 5 и 6.

Таблица 5

Физические свойства некоторых актиноидов
Название металла	Плотность, г/см³, при 25 °C	Температура плавления, °С	Цвет	Поперечное сечение захвата нейтронов, барн	Радиус атома, Å
Актиний	10,07	1050±50	Серебристо-белый (в темноте светится голубым светом)	—	1,88
Торий	11,78	1750	Серебристый	7,57	1,798
Протактиний	15,37	1 839	Серебристый	—	—
Уран	19,05	1132±1	Серебристо-белый	7,68 (природная смесь)	1,762
Нептуний	20,25	640±1	Серебристый	—	—
Плутоний	19,84	637	Серебристо-белый	—	1,58
Америций	11,7	1100	Серебристый	—	1,82
Кюрий	7,0	1345±50	Серебристый	—	1,74
Берклий	14,78	1025	—	—	1,70

Таблица 6

Зависимость металлического и ионного радиусов от порядкового номера элемента

Плутоний имеет семь полиморфных модификаций, а уран, нептуний и калифорний — три. Кристаллические структуры протактиния, урана, нептуния и плутония по своей сложности не имеют аналогов среди лантаноидов и более похожи на структуры 3d-переходных металлов. Лёгкие актиноиды в точке плавления имеют объёмно-центрированную решётку, а начиная с плутония — гранецентрированную.

Температура плавления актиноидов изменяется при увеличении числа f-электронов нелинейно (см. приложение Б, табл.Б.5) С ростом числа данных электронов температура плавления сначала (от протактиния к плутонию) понижается, а затем (от америция к кюрию) повышается. Уникально низкую температуру плавления у плутония объясняют гибридизацией 5f- и 6d-орбиталей и образованием направленных связей в этих металлах. От кюрия до эйнштейния температура плавления снова понижается, а затем возрастает до максимума у фермия. Аналогичная кривая температур плавления повторяется от фермия до лоуренсия. Для трансурановых элементов сходство с металлическими лантаноидами усиливается (табл. 7) — при комнатной температуре кристаллические структуры актиноидов от америция до калифорния и лёгких лантаноидов аналогичны.

Таблица 7

Сравнительная характеристика радиусов ионов лантаноидов и актиноидов
Лантаноиды	Радиусы ионов Ln^3+, Å	Актиноиды	Радиусы ионов M^3+, Å	Радиусы ионов M^4+, Å
Лантан	1,061	Актиний	1,11	—
Церий	1,034	Торий	1,08	0,99
Празеодим	1,013	Протактиний	1,05	0,93
Неодим	0,995	Уран	1,03	0,93
Прометий	0,979	Нептуний	1,01	0,92
Самарий	0,964	Плутоний	1,00	0,90
Европий	0,950	Америций	0,99	0,89
Гадолиний	0,938	Кюрий	0,98	0,88
Тербий	0,923	Берклий	—	—
Диспрозий	0,908	Калифорний	—	—
Гольмий	0,894	Эйнштейний	—	—
Эрбий	0,881	Фермий	—	—
Тулий	0,869	Менделевий	—	—
Иттербий	0,858	Нобелий	—	—
Лютеций	0,848	Лоуренсий	—	—