I metalli alcalini sono metalli morbidi ed estremamente reattivi, ognuno dei quali ha un solo elettrone nel suo guscio più esterno. Elencato nella tavola periodica degli elementi come Gruppo 1. In ordine di numero atomico crescente, sono litio, sodio, potassio, rubidio, cesio e francio. Tutti i loro gusci elettronici inferiori sono completamente pieni. La reattività chimica di questi metalli diventa costantemente maggiore all'aumentare del numero atomico.
Fattori contribuenti
Tre fattori che contribuiscono alla reattività dei metalli alcalini sono la quantità di carica positiva nel nucleo, la distanza dall'elettrone più esterno e la schermatura degli altri elettroni tra il nucleo e l'esterno elettrone. La carica positiva del nucleo è uguale al numero atomico, quindi il litio è 3, il sodio è 11, il potassio è 19, il rubidio è 37, il cesio è 55 e il francio è 87. Questa crescente carica positiva rende più difficile la partenza dell'elettrone negativo più esterno. Se fosse l'unico fattore, la reattività dei metalli alcalini diminuirebbe all'aumentare del numero atomico.
Schermatura
La caratteristica della schermatura impedisce alla gran parte della carica positiva del nucleo di raggiungere l'elettrone più esterno. Gli elettroni negativi al di sotto di esso diminuiscono la carica positiva effettiva che "sente" l'elettrone più esterno. La schermatura dipende in parte dalla geometria degli orbitali in cui sono tenuti gli elettroni. Questo aiuta a determinare la reattività, ma per i metalli alcalini, il terzo fattore influenza maggiormente la reattività.
Distanza dal nucleo
La distanza dal nucleo è il fattore schiacciante nella reattività elementare perché l'attrazione tra cariche positive e negative decresce al quadrato della loro distanza aumenta. Se un elettrone ha la sua distanza raddoppiata dal nucleo, la forza elettrostatica viene divisa per quattro. Di conseguenza, la distanza dal nucleo determina spesso la reattività chimica. Più piccola è la distanza, più reattivo è un elemento amante degli elettroni. Tuttavia, minore è la distanza, meno reattivo è un metallo alcalino.
L'ordine della reattività
Sulla base di questi tre fattori, il francio è il più reattivo, seguito da rubidio, cesio, potassio e sodio, nell'ordine. Infine, il litio è il meno reattivo dei metalli alcalini. Poiché la distanza tra il nucleo e l'elettrone più esterno è essenzialmente il raggio del atomo, questa reattività crescente con l'aumentare della distanza tra il nucleo e l'elettrone più esterno rende senso. Poiché i raggi degli atomi sono litio 167 pm (picometri), sodio 190 pm, potassio 243 pm, rubidio 265 pm, cesio 298 pm e il francio è ancora più grande.