Elastische Eigenschaften
Wie bei den meisten anderen Eigenschaften der Seltenerdmetalle liegen die Elastizitätsmodule der Seltenerdmetalle im mittleren Perzentil der anderen Metallelemente. Die Werte für Scandium und Yttrium sind ungefähr die gleichen wie die der Endglieder der Lanthaniden (Erbium bis Lutetium). Es gibt eine allgemeine Zunahme des Elastizitätsmoduls mit zunehmender Ordnungszahl. Die anomalen Werte für Cer (etwa 4f-Bindung) und Ytterbium (Divalenz) sind offensichtlich.
Mechanische Eigenschaften
Die Seltenerdmetalle sind weder schwache noch besonders starke metallische Elemente und weisen eine bescheidene Duktilität auf. Da die mechanischen Eigenschaften sehr stark von der Reinheit der Metalle und ihrer thermischen Vorgeschichte abhängen, ist es schwierig, die in der Literatur angegebenen Werte zu vergleichen. Die Endfestigkeit variiert zwischen etwa 120 und etwa 160 MPa (Megapascal) und die Duktilität zwischen etwa 15 und 35 Prozent. Die Festigkeit von Ytterbium (Europium wurde nicht gemessen) ist mit 58 MPa viel geringer und die Duktilität ist mit etwa 45 Prozent höher, wie dies für das zweiwertige Metall zu erwarten wäre.
Chemische Eigenschaften
Die Reaktivität der Seltenerdmetalle mit Luft zeigt einen signifikanten Unterschied zwischen den leichten und den schweren Lanthaniden. Die leichten Lanthaniden oxidieren viel schneller als die schweren Lanthaniden (Gadolinium bis Lutetium), Scandium und Yttrium. Dieser Unterschied ist teilweise auf die Variation des gebildeten Oxidprodukts zurückzuführen. Die leichten Lanthaniden (Lanthan durch Neodym) bilden die hexagonale R 2 O 3 -Struktur vom A-Typ; Die mittleren Lanthaniden (Samarium bis Gadolinium) bilden die monokline R 2 O 3 -Phase vom B-Typ. während die schweren Lanthaniden, Scandium und Yttrium die kubische R 2 O 3 -Modifikation vom C-Typ bilden. Der A-Typ reagiert mit Wasserdampf in der Luft unter Bildung eines Oxyhydroxids, wodurch die weiße Beschichtung abplatzt und die Oxidation durch Freilegen der frischen Metalloberfläche abläuft. Das Oxid vom C-Typ bildet eine dichte, kohärente Beschichtung, die eine weitere Oxidation verhindert, ähnlich wie bei Aluminium. Samarium und Gadolinium, die die R 2 O 3 -Phase vom B-Typ bilden, oxidieren etwas schneller als die schwereren Lanthaniden, Scandium und Yttrium, bilden jedoch eine kohärente Beschichtung, die die weitere Oxidation stoppt. Aus diesem Grund müssen die leichten Lanthaniden im Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre gelagert werden, während die schweren Lanthaniden, Scandium und Yttrium jahrelang ohne Oxidation im Freien gelassen werden können.
Europium-Metall, das eine bcc-Struktur aufweist, oxidiert die schnellste aller Seltenen Erden mit feuchter Luft und muss jederzeit in einer Inertgasatmosphäre gehandhabt werden. Das Reaktionsprodukt von Europium an feuchter Luft ist ein Hydrathydroxid, Eu (OH) 2 ―H 2 O, das ein ungewöhnliches Reaktionsprodukt ist, da alle anderen Seltenerdmetalle ein Oxid bilden.
Die Metalle reagieren heftig mit allen Säuren außer Flusssäure (HF), setzen H 2 -Gas frei und bilden die entsprechende Seltenerd-Anion-Verbindung. Die Seltenerdmetalle bilden in Flusssäure eine unlösliche RF 3 -Beschichtung, die eine weitere Reaktion verhindert.
Die Seltenerdmetalle reagieren leicht mit Wasserstoffgas unter Bildung von RH 2 und unter starken Hydrierungsbedingungen der RH 3 -Phase - mit Ausnahme von Scandium, das kein Trihydrid bildet.
Verbindungen
Die Seltenerdelemente bilden Zehntausende von Verbindungen mit allen Elementen rechts von den Metallen der Gruppe 7 (Mangan, Technetium und Rhenium) im Periodensystem sowie Beryllium und Magnesium, die weit entfernt liegen linke Seite in Gruppe 2. Wichtige Verbindungsreihen und einige einzelne Verbindungen mit einzigartigen Eigenschaften oder ungewöhnlichem Verhalten werden nachstehend beschrieben.
Oxide
Die bislang größte Familie anorganischer Seltenerdverbindungen sind die Oxide. Die gebräuchlichste Stöchiometrie ist die R 2 O 3 -Zusammensetzung. Da jedoch einige Lanthanidenelemente zusätzlich zu 3+ andere Valenzzustände aufweisen, existieren andere Stöchiometrien - beispielsweise Ceroxid (CeO 2), Praseodymoxid (Pr 6 O 11)), Terbiumoxid (Tb 4 O 7), Europiumoxid (EuO) und Eu 3 O 4. Der größte Teil der Diskussion wird sich auf die binären Oxide konzentrieren, aber auch ternäre und andere Oxide höherer Ordnung werden kurz besprochen.
