De alkalimetalen zijn zachte en extreem reactieve metalen, die elk slechts één elektron in de buitenste schil hebben. Vermeld in het periodiek systeem der elementen als groep 1. In volgorde van toenemend atoomnummer zijn dit lithium, natrium, kalium, rubidium, cesium en francium. Al hun lager gelegen elektronenschillen zijn volledig gevuld. De chemische reactiviteit van deze metalen wordt steeds groter naarmate het atoomnummer toeneemt.
Bijdragende factoren
Drie factoren die bijdragen aan de reactiviteit van de alkalimetalen zijn de hoeveelheid positieve lading in de kern, de afstand tot het buitenste elektron en de afscherming door de andere elektronen tussen de kern en de buitenste elektron. De positieve lading van de kern is gelijk aan het atoomnummer, dus lithium is 3, natrium is 11, kalium is 19, rubidium is 37, cesium is 55 en francium is 87. Deze toenemende positieve lading maakt het moeilijker voor het buitenste negatieve elektron om te vertrekken. Als het de enige factor was, zou de reactiviteit van alkalimetaal afnemen met toenemend atoomnummer.
Afscherming
Een groot deel van de positieve lading van de kern wordt verhinderd het buitenste elektron te bereiken door de eigenschap van afscherming. De negatieve elektronen eronder verminderen de effectieve positieve lading die het buitenste elektron "voelt". De afscherming hangt gedeeltelijk af van de geometrie van de orbitalen waarin de elektronen worden vastgehouden. Dit helpt de reactiviteit te bepalen, maar voor de alkalimetalen beïnvloedt de derde factor de reactiviteit het meest.
Afstand van de kern
Afstand tot de kern is de overweldigende factor in elementaire reactiviteit omdat de aantrekking tussen positieve en negatieve ladingen neemt af met het kwadraat van de afstand ertussen neemt toe. Als de afstand van een elektron tot de kern is verdubbeld, wordt de elektrostatische kracht gedeeld door vier. Dientengevolge bepaalt de afstand tot de kern vaak de chemische reactiviteit. Hoe kleiner de afstand, hoe reactiever een elektronenminnend element is. Hoe kleiner de afstand, hoe minder reactief een alkalimetaal is.
De volgorde van reactiviteit
Op basis van deze drie factoren is francium het meest reactief, gevolgd door rubidium, cesium, kalium en natrium, in die volgorde. Ten slotte is lithium de minst reactieve van de alkalimetalen. Aangezien de afstand tussen de kern en het buitenste elektron in wezen de straal is van de atoom, deze toenemende reactiviteit met grotere afstand tussen kern en buitenste elektron maakt zin. Aangezien de stralen van de atomen lithium 167 pm (picometer), natrium 190 pm, kalium 243 pm, rubidium 265 pm, cesium 298 pm en francium zijn, is dit nog groter.
