Os metais alcalinos são substâncias brancas altamente reativas, cortadas facilmente por uma faca. Todos os seis são encontrados no Grupo I da tabela periódica, que lista os elementos em ordem crescente de número atômico. O número atômico é o número de prótons encontrados no núcleo de um átomo. Os nêutrons também residem no núcleo, mas têm pouco efeito na reatividade química. Os metais alcalinos, em número atômico crescente, são lítio, sódio, potássio, rubídio, césio e frâncio.
O número de elétrons em um átomo também é igual ao número atômico. É esse número que identifica cada elemento, conferindo a ele suas propriedades químicas únicas. Devido às leis da química quântica, os elétrons ocorrem aos pares sempre que possível. Os metais alcalinos sempre têm um elétron ímpar mais distante do núcleo. É o elétron envolvido na reatividade química.
Conforme o número atômico aumenta, o mesmo acontece com o raio do átomo. O elétron mais externo é mantido com menos força e escapa mais facilmente. Portanto, o metal alcalino com o maior número é mais reativo quimicamente. Isso torna o frâncio o mais reativo dos metais alcalinos.