＋Ⅲ氧化态是所有镧系元素在固体化合物中，在水溶液或其他溶剂中的特性。由于镧系金属在气态时，失去2个s电子和一个d电子或两个s电子和一个f电子所需的电离势比较低，所以一般能形成稳定的＋Ⅲ氧化态。有些镧系元素表现出＋Ⅱ或＋Ⅳ氧化态，但都没有＋Ⅲ氧化态稳定。少数＋Ⅳ氧化态的固体化合物已经制得，但是只有＋Ⅳ氧化态的铈能存在于溶液中，是很强的氧化剂。虽然已经制得一些镧系元素＋Ⅱ氧化态的固体化合物，但溶于水很快氧化为＋Ⅲ氧化态。只有Sm2+、Eu2+和Yb2+离子能存在于溶液中，都是强还原剂。

       氧化态与4f电子层结构的关系见表23－2。

表23－2  氧化态与4f电子层结构的关系*

    * 表中离子表示已知一系列化合物，包括固体和水溶液中，X表示卤素原子

       由表可见，Ce，Pr，Tb，Dy存在＋Ⅳ氧化态，面Sm，Eu，Tm，Yb存在＋Ⅱ氧化态。从4f电子层结构来看，当4f层保持或接近全空、半满或全充满的状态时比较稳定。所以Ce，Pr，Tb，Dy常呈现出＋Ⅳ氧化态，如Ce（4f0），Pr（4f1），Tb（4f7），Dy（4f8），而Sm，Eu，Tm，Yb则常呈现＋Ⅱ氧化态，如Sm（4f6），Eu（4f7），Tm（4f13），Yb（4f14）。此外，Ce，Nd还存在＋Ⅱ氧化态，Ce（4f2），Nd（4f4）。Nd还存在＋Ⅳ氧化态Nd（4f2）。氧化态的问题不能只从电子层的结构来考虑，比如有些现象就解释不通，为什么Sm，Tm有＋Ⅱ氧化态（f6，f13）而没有＋Ⅰ氧化态（f7，f14）？为什么Pr、Nd有＋Ⅳ氧化态（f1、f2）而Pr没有＋Ⅴ氧化态（f0），Nd漫有＋Ⅵ氧化态（f0）？这些事实说明在判断某种氧化态是否存在，虽然f0，f7，f14的特别稳定性是一个因素，但还有其它如热力学和动力学因素（如电离势、升华能、水合能等），在某些情况下，后者甚至是更重要的因素。