Propiedades elásticas
Al igual que con la mayoría de las otras propiedades de los metales de tierras raras, los módulos elásticos de los metales de tierras raras caen en el percentil medio de los otros elementos metálicos. Los valores de escandio e itrio son casi los mismos que los de los miembros finales de los lantánidos (erbio a lutecio). Hay un aumento general en el módulo elástico con el aumento del número atómico. Los valores anómalos para el cerio (algunos enlaces 4f) y el iterbio (divalencia) son evidentes.
Propiedades mecánicas
Los metales de tierras raras no son elementos metálicos débiles ni especialmente fuertes, y exhiben una ductilidad modesta. Debido a que las propiedades mecánicas dependen en gran medida de la pureza de los metales y su historial térmico, es difícil comparar los valores reportados en la literatura. La resistencia máxima varía de aproximadamente 120 a aproximadamente 160 MPa (megapascales) y la ductilidad de aproximadamente 15 a 35 por ciento. La resistencia del iterbio (no se ha medido el europio) es mucho menor, 58 MPa, y la ductilidad es mayor, alrededor del 45 por ciento, como se esperaría para el metal divalente.
Propiedades químicas
La reactividad de los metales de tierras raras con el aire exhibe una diferencia significativa entre los lantánidos ligeros y los pesados. Los lantánidos ligeros se oxidan mucho más rápidamente que los lantánidos pesados (gadolinio a través de lutecio), escandio e itrio. Esta diferencia se debe en parte a la variación del producto de óxido formado. Los lantánidos ligeros (lantano a través del neodimio) forman la estructura hexagonal de tipo A R 2 O 3; los lantánidos medios (samario a través de gadolinio) forman la fase monoclínica R 2 O 3 de tipo B; mientras que los lantánidos pesados, el escandio y el itrio forman la modificación cúbica de R 2 O 3 de tipo C. El tipo A reacciona con el vapor de agua en el aire para formar un oxihidróxido, lo que hace que el recubrimiento blanco se astille y permita que se produzca la oxidación al exponer la superficie metálica fresca. El óxido tipo C forma un revestimiento hermético y coherente que evita una mayor oxidación, similar al comportamiento del aluminio. El samario y el gadolinio, que forman la fase R 2 O 3 de tipo B, se oxidan un poco más rápido que los lantánidos, el escandio y el itrio más pesados, pero aún forman un recubrimiento coherente que detiene la oxidación adicional. Debido a esto, los lantánidos ligeros deben almacenarse al vacío o en una atmósfera de gas inerte, mientras que los lantánidos pesados, el escandio y el itrio se pueden dejar al aire libre durante años sin ninguna oxidación.
El metal de europio, que tiene una estructura BCC, oxida el aire más rápido de cualquiera de las tierras raras con aire húmedo y necesita ser manejado en todo momento en una atmósfera de gas inerte. El producto de reacción del europio cuando se expone al aire húmedo es un hidróxido de hidrato, Eu (OH) 2 ―H 2 O, que es un producto de reacción inusual porque todos los demás metales de tierras raras forman un óxido.
Los metales reaccionan vigorosamente con todos los ácidos excepto el ácido fluorhídrico (HF), la liberación de H 2 gas y formando el compuesto de tierras raras-anión correspondiente. Los metales de tierras raras cuando se colocan en ácido fluorhídrico forman un recubrimiento de RF 3 insoluble que evita cualquier reacción posterior.
Los metales de tierras raras reaccionan fácilmente con el hidrógeno gaseoso para formar RH 2 y, bajo fuertes condiciones de hidruración, la fase RH 3, excepto el escandio, que no forma un trihidruro.
Compuestos
Los elementos de tierras raras forman decenas de miles de compuestos con todos los elementos a la derecha de, e incluyendo, los metales del grupo 7 (manganeso, tecnecio y renio) en la tabla periódica, más berilio y magnesio, que se encuentran en el extremo lado izquierdo en el grupo 2. A continuación se describen series de compuestos importantes y algunos compuestos individuales con propiedades únicas o comportamientos inusuales.
Óxidos
La familia más grande de compuestos inorgánicos de tierras raras estudiados hasta la fecha son los óxidos. La estequiometría más común es la composición de R 2 O 3, pero debido a que algunos elementos lantánidos tienen otros estados de valencia además de 3+, existen otras estequiometrías, por ejemplo, óxido de cerio (CeO 2), óxido de praseodimio (Pr 6 O 11), óxido de terbio (Tb 4 O 7), óxido de europio (EuO) y Eu 3 O 4. La mayor parte de la discusión se centrará en los óxidos binarios, pero también se revisarán brevemente los óxidos ternarios y otros de mayor orden.
