В отличие от лантанидов, все 5f-элементы радиоактивны, т. е. не имеют стабильных изотопов. И если для тория и урана существуют изотопы, период полураспада которых измеряется миллиардами лет, то время жизни трансурановых, т. е. следующих за ураном, элементов, как правило, уменьшается с увеличением порядкового номера. Очевидно, что если элемент живёт лишь доли секунды,
это создаёт значительные трудности в изучении его химических свойств.
Из всего семейства актинидов в природе в заметном количестве встречаются лишь торий и уран, находящиеся в начале ряда. Остальные элементы являются искусственными, синтезированными человеком. Одни из трансурановых элементов выделены в количествах сотен тонн (Pu), для других массы исчисляются граммами или даже микрограммами, а некоторые получены лишь в количестве нескольких атомов.
Оксид урана U3O8, выделенный в 1789 г. немецким химиком Мартином Клапротом из урановой смоляной руды (урановой смолки), долгое время считали простым веществом. Ему присвоили имя планеты, открытой за восемь лет до этого.
Металлический уран впервые удалось получить в 1841 г. французскому учёному Эжену Пелиго (1811 — 1890) восстановлением тетрахлорида урана калием: UCl4+4К=U+4КCl. Аналогичным образом Берцелиусом в 1828 г. был получен торий, названный в честь Тора — бога-громовержца в скандинавской мифологии.
Сейчас трудно представить нашу жизнь без электричества. Однако ещё не так давно к фонарям на улицах тянулись не провода или электрические кабели, а трубы с газом. Газовое освещение появилось в начале XIX в. Светильный газ получали перегонкой каменного угля или древесины без доступа воздуха, и подобное производство являлось мощной отраслью промышленности.
Вообще-то сам по себе горящий газ даёт мало света. Резко увеличить освещённость горелки можно, поместив в пламя подходящее вещество, которое, разогреваясь, начинает само светиться. Вначале таким усилителем, «рабочим телом» служила платиновая проволока, но подобные горелки были очень дороги.
Настоящую революцию в осветительном деле совершил австрийский химик Карл Ауэр (1858—1929). Кстати, основные его исследования посвящены изучению редкоземельных элементов. Работая в лаборатории немецкого химика Роберта Бунзена, Ауэр заметил: если тугоплавкие оксиды редкоземельных элементов нагреть в пламени горелки, они начинают ярко светиться. Учёный начал интенсивно работать над усовершенствованием газовой горелки.
В старых учебниках по химии можно найти любопытное упоминание о церии — металле, который обладает удивительным свойством: если проволоку из него поскрести ножом, то образующиеся при этом мельчайшие пылинки самовоспламеняются на воздухе (такое свойство металла называется пирофорностью — от греч. «пир» — «огонь» и «форос» — «несущий»). Если же внести в пламя саму цериевую проволоку, она вспыхивает ослепительным огнём, превосходя по яркости горящий магний.
Необычное свойство церия использовал австрийский химик Карл Ауэр фон Вельсбах, разработав состав для «кремнёвых» зажигалок. В его основе — сплав церия с другими редкоземельными металлами (мишметалл — от нем. mischen— «смешивать»), образующийся при восстановлении смеси их оксидов кальцием. Небольшой кусочек подобного вещества при ударе (или энергичном трении о стальное колесико) даёт множество искр, которые легко поджигают фитиль. Для кремней зажигалок оптимален такой состав: Ce — 66%, Fe — 25%, La — 8%, Mg — 0,5%, Cu — 0,5%. Зажигалки позволили сэкономить огромное количество спичек.
Аналогичный сплав на основе церия используется также в трассирующих (светящихся) пулях и снарядах. Специальная насадка из пирофорного сплава надета на снаряд снаружи, а роль колёсика в зажигалке, высекающего искру, здесь играет воздух. При больших скоростях трение насадки о воздух заставляет снаряд искрить, в результате чего ночью легко проследить его путь к цели.
Оксиды некоторых лантанидов используют как катализаторы крекинга нефти (см. статью «Нефть. Метаморфозы»), а также для окраски стёкол: добавка оксида неодима придаёт стеклу фиолетовый оттенок, эрбия — розовый, празеодима — зелёный, церия (IV) — жёлтый. Соединения на основе сульфидов (Ln2S3) и оксисульфидов (Ln2O2S) редкоземельных элементов служат люминофорами в экранах цветных телевизоров и дисплеях компьютеров. В галогенные лампы вводят люминофоры на основе иодидов лантанидов. Они дают люминесцентное свечение разных цветов. Лантан и лантаниды — тугоплавкие металлы серебристо-белого цвета
Наиболее сильно ферромагнитные свойства выражены не у индивидуальных простых веществ, а у сплавов лантанидов с ферромагнитными металлами. При сплавлении металлов иногда образуются химические соединения — интерметаллиды. Примером может служить SmCo5. На основе этого и подобных ему соединений в наше время изготовлены наиболее мощные постоянные магниты: сравнительно небольшой магнит, который умещается на ладони, способен удержать легковой автомобиль вместе с пассажирами!