制备较轻的金属（La—Gd）是通过在1000℃或更高的温度下用Ca还原三氯化物的方法，而用钙还原三氟化物来制备其它金属（Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Y），因为它们的氯化物挥发太厉害。Pm是用Li还原PmF3来制备的。Sm和Yb的三氯化物只被Ca还原到二氯化物，所以制备金属Sm和Yb的方法是在高温下用La还原氧化物M2O3。
镧系元素金属呈银白色且很活泼。它们与水都能直接作用，冷时缓慢，加热时反应迅速并放出氢气。它们的高电势表明它们正电特性。它们在空气中容易失去光泽，都容易燃烧得到三氧化二物，（除了铈生成CeO2以外）。钇能显著抵抗空气的氧化甚至直到1000℃，因为形成了氧化物保护膜。金属与氢反应是放热反应，虽然开始时常常须要加热到300—400℃。结果形成了MH2和MH3氢化物相，它们通常以缺陷状态存在，具有显著的热稳定性，在某些情况下可以稳定到900℃。在提高温度时，金属也容易与C，N2，Si，P，S，卤素和其它非金属反应。
原子体积，密度和金属的某些其它物理性质，除了Eu和Yb（偶而有Sm和Tm）以外，沿着系列平滑地变化。例如，图27－3表明了原子体积和气化热的曲线。恰好在以二价状态存在具有最大倾向的镧系元素处发生偏差；可以假定这些元素倾向只提供两个电子给金属的导带，因此剩下较大原子实使键力降低。
金属Eu和Yb溶解在－78℃的液氨中得到兰色溶液，浓缩时变为金色。兰色溶液的光谱缓慢视色，预料是因为出现M2+和溶剂化电子的缘故。
三价二元化合物
三价状态是所有镧系元素特征之一。它们形成的氧化物M2O3与Ca—Ba族氧化物相似，从空气中吸收二氧化碳和水分别生成碳酸盐和氢氧化物。氢氧化物M(OH)3是定组成化合物，并具有六方结构，它们不仅是水合氧化物。氢氧化物的碱性随着原子序数增加而减小，正如从离子半径减小所预期的那样。用氨或稀碱从水溶液中沉淀出胶状的氢氧化物沉淀，但它们不是两性氢氧化物。
在卤化物中，由于氟化物的不溶性所以氟化物特别重要。在M3+溶液(甚至在3MHNO3)中加入氢氟酸或氟离子时，形成氟化物沉淀是镧系元素离子的特征检定方法。氟化物(尤其是重镧系元素)稍溶于过量的HF中，因为生成了络合物。氟化物可以再溶解在用硼酸饱和的3N硝酸中，因硼酸使F-转变成BF4-。氯化物溶于水，从溶液中能结晶出水合物来，La—Nd组常常带有7H2O，Nd—Lu组(包括Y)带有6H2O；也能得到它种水合物。
从水合物中不容易制得无水氯化物，因为加热时，失去氯化氢(得到氯氧化物MOCl)比失水更容易。(而钪和铈分别得到Sc2O3和CeO2)。制备无水氯化物是用氯化铵与氧化物一起加热的办法：
M2O3＋6NH4Cl →(~300℃) 2MCl3＋3H2O＋6NH3
或用2，2-二甲氧基丙烷处理水合物，得到甲醇合盐，MCl3·4CH3OH。
溴化物和碘化物与氯化物很相似。
提高温度时，通过直接互相作用可以得到许多其它二元化合物，例如半导体的硫化物M2S3，它也可以在1100℃时用H2S与MCl3作用制得。又如第Ⅴ族化合物MX，其中X＝N，P，As，Sb成Bi，它们具有NaCl结构；硼化物MB4，MB6；和碳化物MC2，M2C3等。
.jpg "氧化铈")
.jpg "镧系元素金属的原子体积（曲线a）和气化热（曲线b）")
.jpg "氧化钪")
闽ICP备15011996号-4
|
闽公网安备32011202000099号
|
