ความสัมพันธ์ระหว่างเลขอะตอมกับปฏิกิริยาเคมีของโลหะอัลคาไล

โลหะอัลคาไลเป็นโลหะอ่อนและมีปฏิกิริยาสูง โดยแต่ละอิเล็กตรอนมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวในเปลือกนอกสุด อยู่ในตารางธาตุเป็นกลุ่มที่ 1 เพื่อเพิ่มเลขอะตอม ได้แก่ ลิเธียม โซเดียม โพแทสเซียม รูบิเดียม ซีเซียม และแฟรนเซียม เปลือกอิเล็กตรอนที่อยู่ด้านล่างทั้งหมดจะเต็มไปหมด ปฏิกิริยาทางเคมีของโลหะเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น

ปัจจัยสามประการที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาของโลหะอัลคาไลคือปริมาณประจุบวกในนิวเคลียส ระยะห่างจากอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดและการกำบังโดยอิเล็กตรอนอื่นระหว่างนิวเคลียสกับชั้นนอก อิเล็กตรอน. ประจุบวกของนิวเคลียสเท่ากับเลขอะตอม ดังนั้นลิเธียมคือ 3 โซเดียม 11 โพแทสเซียม 19 รูบิเดียม 37 ซีเซียม 55 และแฟรนเซียม 87 ประจุบวกที่เพิ่มขึ้นนี้ทำให้อิเล็กตรอนเชิงลบที่อยู่นอกสุดหลุดออกได้ยากขึ้น หากเป็นปัจจัยเดียว ปฏิกิริยาของโลหะอัลคาไลจะลดลงเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น

ประจุบวกของนิวเคลียสส่วนใหญ่จะถูกกันไม่ให้ไปถึงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดโดยลักษณะของการป้องกัน อิเล็กตรอนเชิงลบที่อยู่ด้านล่างจะลดประจุบวกที่มีประสิทธิภาพที่อิเล็กตรอนด้านนอกสุดจะ "รู้สึก" การป้องกันบางส่วนขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของออร์บิทัลที่อิเล็กตรอนถูกยึดไว้ ซึ่งจะช่วยกำหนดความสามารถในการเกิดปฏิกิริยา แต่สำหรับโลหะอัลคาไล ปัจจัยที่สามส่งผลต่อการเกิดปฏิกิริยามากที่สุด

ระยะห่างจากนิวเคลียสเป็นปัจจัยสำคัญในการเกิดปฏิกิริยาของธาตุเพราะแรงดึงดูด ระหว่างประจุบวกและประจุลบจะลดลงตามกำลังสองของระยะห่างระหว่างประจุ เพิ่มขึ้น ถ้าอิเล็กตรอนมีระยะห่างจากนิวเคลียสเป็นสองเท่า แรงไฟฟ้าสถิตจะถูกหารด้วยสี่ ด้วยเหตุนี้ ระยะห่างจากนิวเคลียสจึงมักเป็นตัวกำหนดปฏิกิริยาเคมี ยิ่งระยะทางสั้นลง ธาตุที่รักอิเล็กตรอนก็จะยิ่งมีปฏิกิริยามากขึ้น อย่างไรก็ตาม ยิ่งระยะห่างน้อยกว่า โลหะอัลคาไลจะมีปฏิกิริยาน้อยกว่า

จากปัจจัยทั้งสามนี้ แฟรนเซียมมีปฏิกิริยามากที่สุด รองลงมาคือรูบิเดียม ซีเซียม โพแทสเซียม และโซเดียม ตามลำดับ ในที่สุด ลิเธียมมีปฏิกิริยาน้อยที่สุดของโลหะอัลคาไล เนื่องจากระยะห่างระหว่างนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดคือรัศมีของ อะตอม ปฏิกิริยาที่เพิ่มขึ้นนี้ด้วยระยะห่างที่เพิ่มขึ้นระหว่างนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดทำให้ ความรู้สึก เนื่องจากรัศมีของอะตอมคือลิเธียม 167 น. (พิโคเมตร), โซเดียม 190 น., โพแทสเซียม 243 น., รูบิเดียม 265 น., ซีเซียม 298 น. และแฟรนเซียมยังคงมีขนาดใหญ่กว่า