Harvinaiset maametallit
Ominaisuudet

Vapaina alkuaineina harvinaiset maametallit ovat melko pehmeitä, hopeanvalkoisia tai kellertäviä metalleja. Ne ovat hyviä sähkön ja lämmön johteita. ja voimakkaasti magneettisia.
Skandiumin tiheys on 3,0 kg/dm3 ja yttriumin 4,5 kg/dm3. Lantanoidien tiheydet vaihtelevat lantaanin 6,16:sta lutetiumin 9,84 kilogrammaan kuutiodesimetriä kohti. Alin sulamispiste on europiumilla, 822 °C, ja korkein lutetiumilla, 1656 °C. Yleensä niiden sulamispisteet nousevat ja tiheydet kasvavat alkuaineen järjestysluvun kasvaessa. Poikkeuksena ovat kuitenkin europium ja ytterbium, joilla on muita alhaisempi tiheys ja sulamispiste, minkä selitetään johtuvan siitä, että näillä vain kaksi elektronia atomia kohti osallistuu metallisidokseen, muilla sen sijaan kolme.
Kemiallisilta ominaisuuksiltaan kaikki lantanoidit ovat hyvin toistensa kaltaisia ja myös yttrium on niiden kaltainen, mutta skandium muistuttaa enemmän alumiinia. Suuren elektropositiivisuutensa vuoksi ne muistuttavat myös maa-alkametalleja, mutta niiden hapetusluku on tavallisimmin +III. Ceriumilla ja terbiumilla esiintyy kuitenkin myös hapetusluku +IV, europiumilla ja ytterbiumilla +II.
Kaikki harvinaiset maametallit hapettuvat vähitellen ilmassa muodostaen oksideja, joiden kemialliset kaavat ovat muotoa Me2O3.. Osa niistä (skandium, yttrium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, ytterbium ja lutetium) kuitenkin hapettuvat huoneenlämmössä vain pinnaltaan, sillä syntyvä oksidi muodostaa niiden pinnalle tiiviin kerroksen, joka suojaa niitä hapettumasta syvemmältä. Sitä vastoin lantaanin, ceriumin, praseodyymin, neodyymin ja europiumin oksidit ovat niin huokoisia, että nämä metallit hapettuvat lopulta kokonaan murentuen samalla hienoksi jauheeksi. Nopeimmin täten murentuu europium, joka onkin harvinaisista maametalleista reaktiivisin. Kokeessa on osoitettu, että europiumista tehty kuutiosenttimetrin kokoinen kuutio mureni kokonaan jauheeksi jo kolmessa viikossa, kun taas vähiten reaktiivisista harvinaisista maametalleista tehdyt saman kokoiset kuutiot pysyivät ehjinä, osa jopa metallikiiltoisina useita vuosiakin. Kuumennettuina noin 400 °C:n lämpötilaan harvinaiset maametallit syttyvät.
Harvinaiset maametallit reagoivat hitaasti myös veden kanssa muodostaen hydroksedeja ja vapauttaen samalla vetyä. Lisäksi ne reagoivat typen, vedyn ja rikin kanssa muodostaen ioniyhdisteitä.
Harvinaiset maametallit muodostavat neutraaleja suoloja heikkojenkin happojen kanssa. Niiden suolat ovat usein värillisiä: hapetusasteella +III praseodyymin suolat ovat vihreitä, neodyymin punavioletteja, samariumin, dysprosiumin ja holmiumin keltaisia sekä erbiumin vaaleanpunaisia. Niiden karbonaatit, sulfaatit, oksalaatit, fluoridit, fosfaatit ja kromaatit ovat niukkaliukoisia.
Niels Bohr osoitti lantanoidien kemiallisen samankaltaisuuden johtuvan siitä, että atomin järjestysluvun kasvaessa siihen tulevat uudet elektronit eivät, toisin kuin useimmilla muilla alkuaineilla, asetu uloimmalle (kuudennelle) kuorelle, vaan sisemmälle, neljännelle kuorelle, jonka f-orbitaali on vielä ceriumilla tyhjä. Kun alkuaineiden kemialliset ominaisuudet kuitenkin riippuvat lähinnä uloimmista elektroneista, ovat harvinaiset maametallit kemiallisesti hyvin toistensa kaltaisia, sillä niiden uloimmissa elektronikuorissa ei ole eroja.