Ελαστικές ιδιότητες
Όπως με τις περισσότερες από τις άλλες ιδιότητες των μετάλλων σπάνιων γαιών, τα ελαστικά στοιχεία των μετάλλων σπάνιων γαιών πέφτουν στο μεσαίο εκατοστημόριο των άλλων μεταλλικών στοιχείων. Οι τιμές για το σκάνδιο και το ύτριο είναι περίπου οι ίδιες με αυτές των τελικών μελών των λανθανιδών (erbium to lutetium). Υπάρχει μια γενική αύξηση του ελαστικού συντελεστή με την αύξηση του ατομικού αριθμού. Οι ανώμαλες τιμές για το δημήτριο (περίπου 4f συγκόλληση) και το ytterbium (divalency) είναι προφανείς.
Μηχανικές ιδιότητες
Τα μέταλλα σπάνιων γαιών δεν είναι ούτε αδύναμα ούτε ιδιαίτερα ισχυρά μεταλλικά στοιχεία και εμφανίζουν κάποια μέτρια ολκιμότητα. Επειδή οι μηχανικές ιδιότητες εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την καθαρότητα των μετάλλων και το θερμικό τους ιστορικό, είναι δύσκολο να συγκριθούν οι αναφερόμενες τιμές στη βιβλιογραφία. Η τελική ισχύς κυμαίνεται από περίπου 120 έως περίπου 160 MPa (megapascals) και ολκιμότητα από περίπου 15 έως 35 τοις εκατό. Η αντοχή του ytterbium (το europium δεν έχει μετρηθεί) είναι πολύ μικρότερη, 58 MPa και η ολκιμότητα είναι υψηλότερη, περίπου 45%, όπως θα αναμενόταν για το δισθενές μέταλλο.
Χημικές ιδιότητες
Η αντιδραστικότητα των μετάλλων σπάνιων γαιών με τον αέρα παρουσιάζει σημαντική διαφορά μεταξύ των ελαφρών λανθανιδών και των βαριών. Τα ελαφρά λανθανίδια οξειδώνονται πολύ πιο γρήγορα από τα βαριά λανθανίδια (γαδολίνιο έως λουτίτιο), σκάνδιο και ύττριο. Αυτή η διαφορά οφείλεται εν μέρει στην παραλλαγή του σχηματιζόμενου προϊόντος οξειδίου. Οι ελαφριές λανθανίδες (λανθάνιο έως νεοδύμιο) σχηματίζουν την εξαγωνική δομή Α-τύπου R 2 O 3. τα μεσαία λανθανίδες (σαμάριο μέσω γαδολίνιο) σχηματίζουν μονοκλινικής Β-τύπου R 2 O 3 φάσεων? ενώ οι βαριές λανθανίδες, το σκάνδιο και το ύτριο σχηματίζουν την κυβική τροποποίηση τύπου R 2 O 3. Ο τύπος Α αντιδρά με υδρατμούς στον αέρα για να σχηματίσει ένα οξυϋδροξείδιο, το οποίο προκαλεί τη λευκή επίστρωση και αφήνει την οξείδωση να προχωρήσει εκθέτοντας την επιφάνεια του νωπού μετάλλου. Το οξείδιο τύπου C σχηματίζει μια σφιχτή, συνεκτική επίστρωση που αποτρέπει περαιτέρω οξείδωση, παρόμοια με τη συμπεριφορά του αλουμινίου. Σαμάριο και γαδολίνιο, τα οποία σχηματίζουν το Β-τύπου R 2 O 3 φάσεων, οξειδώνουν ελαφρώς ταχύτερα από ό, τι τα βαρύτερα λανθανίδες, σκάνδιο, ύττριο και αλλά εξακολουθεί να σχηματίζουν ένα συνεκτικό επίχρισμα το οποίο σταματά την περαιτέρω οξείδωση. Εξαιτίας αυτού, τα ελαφρά λανθανίδια πρέπει να αποθηκεύονται σε κενό ή σε ατμόσφαιρα αδρανούς αερίου, ενώ τα βαριά λανθανίδια, το σκάνδιο και το ύτριο μπορούν να παραμείνουν στον αέρα για χρόνια χωρίς οξείδωση.
Το μέταλλο Europium, το οποίο έχει δομή bcc, οξειδώνεται ταχύτερα από οποιαδήποτε από τις σπάνιες γαίες με υγρό αέρα και πρέπει να χειρίζεται ανά πάσα στιγμή σε ατμόσφαιρα αδρανούς αερίου. Το προϊόν της αντίδρασης του ευρωπίου όταν εκτίθενται σε υγρό αέρα είναι ένα ένυδρο υδροξείδιο, Eu (ΟΗ) 2 -Η 2 O, το οποίο είναι ένα ασυνήθιστο προϊόν αντίδρασης διότι όλα τα άλλα μέταλλα σπανίων γαιών σχηματίζουν ένα οξείδιο.
Τα μέταλλα αντιδρούν έντονα με όλα τα οξέα εκτός από υδροφθορικό οξύ (HF), απελευθερώνοντας H 2 αερίου και σχηματίζει την αντίστοιχη ένωση σπάνιων γαιών-ανιόν. Τα μέταλλα σπάνιων γαιών όταν τοποθετούνται σε υδροφθορικό οξύ σχηματίζουν μια αδιάλυτη επίστρωση RF 3 που αποτρέπει οποιαδήποτε περαιτέρω αντίδραση.
Τα μέταλλα σπανίων γαιών αντιδρούν εύκολα με αέριο υδρογόνο για να σχηματίσει RH 2 και, υπό ισχυρές συνθήκες υδριδίωσης, η RH 3 φάση-εκτός σκάνδιο, το οποίο δεν σχηματίζει τριυδρίδιο.
Ενώσεις
Τα στοιχεία σπάνιων γαιών σχηματίζουν δεκάδες χιλιάδες ενώσεις με όλα τα στοιχεία στα δεξιά - και περιλαμβάνονται - τα μέταλλα της ομάδας 7 (μαγγάνιο, τεχνήτιο και ρήνιο) στον περιοδικό πίνακα, καθώς και το βηρύλλιο και το μαγνήσιο, που βρίσκονται μακριά Αριστερά στην ομάδα 2. Σημαντικές σειρές σύνθετων και μερικές μεμονωμένες ενώσεις με μοναδικές ιδιότητες ή ασυνήθιστες συμπεριφορές περιγράφονται παρακάτω.
Οξείδια
Η μεγαλύτερη οικογένεια ανόργανων ενώσεων σπάνιων γαιών που έχουν μελετηθεί μέχρι σήμερα είναι τα οξείδια. Η πιο κοινή στοιχειομετρία είναι η R 2 O 3 σύνθεση, αλλά, επειδή μερικές στοιχεία λανθανιδών έχουν άλλες καταστάσεις σθένους επιπλέον προς 3+, υπάρχουν-για άλλες στοιχειομετρίες παράδειγμα, οξείδιο του δημητρίου (CEO 2), οξείδιο του πρασεοδυμίου (Pr 6 O 11), οξείδιο του τερμίου (Tb 4 O 7), οξείδιο του ευρωπίου (EuO) και Eu 3 O 4. Το μεγαλύτερο μέρος της συζήτησης θα επικεντρωθεί στα δυαδικά οξείδια, αλλά τα τριμερή και άλλα οξείδια υψηλότερης τάξης θα αναθεωρηθούν επίσης σύντομα.
