Редкоземе́льные элеме́нты (РЗЭ, в минералогии TR – от лат. terra rara), семейство из 17 химических элементов III группы короткой формы (3-й группы длинной формы) периодической системы; включает скандий, иттрий, лантан и лантаноиды: церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций. По химическим свойствам и совместному нахождению в природе делятся на иттриевую (Y, La, Gd – Lu) и цериевую (Ce – Eu) подгруппы, по атомной массе – на лёгкие (Ce – Eu) и тяжёлые (Gd – Lu) лантаноиды. Скандий часто не включают в состав РЗЭ. Название «редкоземельные» связано с тем, что эти элементы сравнительно редко встречаются в земной коре и образуют тугоплавкие, практически нерастворимые в воде оксиды (в начале 19 в. и ранее – «зе́мли»).

РЗЭ – светло-серебристые или слегка желтоватые (Pr, Nd) пластичные металлы, легко поддающиеся механической обработке. Наименьшие t_пл имеют Се (804 °C), Yb (824 °C) и Eu (826 °C), наибольшие – Lu (1652 °C), Tm (1545 °C), Sc (1541 °C) и Y (1526 °C); наименьшие t_кип имеют Yb (1196 °C), Eu (1527 °C) и Sm (1788 °C), наибольшие – Pr (3512 °C), Ce (3450 °C), La (3470 °C) и Lu (3402 °C). На воздухе лёгкие лантаноиды окисляются при комнатной температуре, тяжёлые – при нагревании до 180–200 °C; порошки многих РЗЭ, а также компактный Се и его сплавы пирофорны.

Для лантаноидов свойственно явление лантаноидного сжатия – плавное уменьшение размеров атомов (Eu и Yb являются исключениями) и ионов одинакового заряда с увеличением атомного номера элемента. Это делает лантаноиды в некоторой степени аналогами актиноидов, которые проявляют актиноидное сжатие, и заметно отличает от остальных химических элементов.

В химических соединениях все РЗЭ проявляют степень окисления +3; Ce, Pr, Nd, Tb могут иметь степень окисления +4, Sm, Eu, Tm и Yb – +2. РЗЭ легко образуют галогениды (фториды, хлориды и др.), оксиды, халькогениды (сульфиды и др.), нитриды, карбиды, бориды и гидриды. РЗЭ – энергичные восстановители оксидов и галогенидов других металлов. При нагревании РЗЭ реагируют с водой, соляной, серной и азотной кислотами. Известны карбонаты, фосфаты, сульфаты, другие соли, многочисленные комплексные и интерметаллические соединения РЗЭ.

В природе РЗЭ с чётными атомными номерами распространены больше, чем с нечётными. Иттрий и лёгкие лантаноиды (кроме Pm) содержатся в земной коре в бóльших количествах, чем тяжёлые. Наиболее распространены Се, Y, Nd и La. Важнейшие минералы – бастнезит и монацит (содержат лёгкие лантаноиды), ксенотим (содержит Y и тяжёлые лантаноиды). Промышленное значение в РФ имеют лопарит и апатит.

Бастнезит. Субпараллельный сросток гексагональных таблитчатых кристаллов. Размер образца 3 см. Месторождение Амбатуфинандрахана (о. Мадагаскар). Фото: Наталья Пекова.Бастнезит. Субпараллельный сросток гексагональных таблитчатых кристаллов. Размер образца 3 см. Месторождение Амбатуфинандрахана (о. Мадагаскар). Фото: Наталья Пекова.

Примерно ¹/₃ мировых запасов РЗЭ находится в Китае, около 17 % – в России. Месторождения РЗЭ имеются в Бразилии, Малайзии, Индии, Австралии, США, Швеции, на Мадагаскаре и в других странах. Около 60 % мирового производства РЗЭ сосредоточено в Китае, 15 % – в США, около 1 % – в России (2021). РЗЭ используют в радиоэлектронике (например, в мобильных телефонах), энергетике (аккумуляторы и др.), атомной, машиностроительной, металлургической (легирование цветных металлов, производство постоянных магнитов), химической, нефтехимической (производство катализаторов), стекольной и оборонной промышленности.