鑭系元素：15 種稀土元素

鑭系元素是從鑭（57）到鎦（71）的 15 種金屬元素。它們屬於第 6 週期，但在週期表中另列於主表下方的獨立一列；與錒系元素合稱為內過渡金屬或 f 區元素。鑭系元素再加上鈧和釔，就構成 17 種稀土元素。

4f 次殼層的填充

沿著鑭系元素，電子依序填入 4f 次殼層，它位於原子深處，在 5s 和 5p 電子的內側。許多鑭系元素的電子組態為 [Xe] 4fⁿ 6s²，例如釹（[Xe] 4f⁴ 6s²）。鑭（[Xe] 5d¹ 6s²）還沒有 4f 電子，而鎦（[Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²）的 4f 次殼層已經填滿。

若把這 15 種元素全部放進主表，週期表會寬達 32 欄，所以它們被另外印出。化學家至今仍在爭論，究竟是鑭還是鎦應該放在第 3 族、釔的下方；本站把兩者都顯示在鑭系元素那一列。

鑭系元素是柔軟的銀色金屬，在空氣中會失去光澤。它們與冷水反應緩慢，與熱水反應較快，並釋出氫氣：2La + 6H₂O → 2La(OH)₃ + 3H₂。由於深藏的 4f 電子很少參與鍵結，幾乎所有鑭系元素都形成 3+ 離子，化學性質非常相似，不過鈰也可以是 +4，銪和鐿也可以是 +2。

未成對的 4f 電子使許多鑭系元素離子具有強磁性，並發出鮮明純淨的色光。鉕是唯一沒有穩定同位素的鑭系元素，在自然界中幾乎不存在。

從鑭到鎦，3+ 離子的大小穩定地縮小，因為每多一個質子，對電子的吸引力就更強，而 4f 電子之間的屏蔽效果又很差。化學家利用這些細微的大小差異來分離鑭系元素。這種收縮也解釋了為什麼鉿和其他第 6 週期過渡金屬的大小幾乎與它們正上方的金屬相同。

儘管名稱如此，大多數稀土元素並不特別稀有：鈰在地殼中的含量與銅差不多。它們混雜存在於獨居石和氟碳鈰礦等礦物中，很難分離。

釹鐵硼磁鐵是目前最強的永久磁鐵，用於電動車馬達、風力發電機、耳機和硬碟。銪和鋱為螢幕和燈具提供紅光與綠光，鉺能放大光纖電纜中的訊號，釓是核磁共振（MRI）掃描的造影劑，氧化鈰則用來拋光玻璃。鑭用於相機鏡頭和鎳氫電池。