Les métaux alcalins sont des substances blanches très réactives qui se coupent facilement au couteau. Tous les six se trouvent dans le groupe I du tableau périodique, qui répertorie les éléments par ordre croissant de numéro atomique. Le numéro atomique est le nombre de protons présents dans le noyau d'un atome. Les neutrons résident également dans le noyau, mais ont peu d'effet sur la réactivité chimique. Les métaux alcalins en nombre atomique croissant sont le lithium, le sodium, le potassium, le rubidium, le césium et le francium.
Le nombre d'électrons dans un atome est également égal au numéro atomique. C'est ce numéro qui identifie chaque élément, lui conférant ses propriétés chimiques uniques. En raison des lois de la chimie quantique, les électrons se produisent par paires dans la mesure du possible. Les métaux alcalins ont toujours un électron impair le plus éloigné du noyau. C'est l'électron impliqué dans la réactivité chimique.
À mesure que le numéro atomique augmente, le rayon d'un atome augmente également. L'électron le plus externe est moins serré et s'échappe plus facilement. Par conséquent, le métal alcalin avec le nombre le plus élevé est plus réactif chimiquement. Cela fait du francium le plus réactif des métaux alcalins.