Les métaux alcalins sont des métaux mous et extrêmement réactifs, dont chacun n'a qu'un seul électron dans son enveloppe extérieure. Listé dans le tableau périodique des éléments en tant que groupe 1. Dans l'ordre du nombre atomique croissant, ils sont le lithium, le sodium, le potassium, le rubidium, le césium et le francium. Toutes leurs coquilles d'électrons situées plus bas sont complètement remplies. La réactivité chimique de ces métaux augmente régulièrement avec l'augmentation du nombre atomique.

Facteurs contributifs

Trois facteurs contribuant à la réactivité des métaux alcalins sont la quantité de charge positive dans le noyau, la distance à l'électron le plus extérieur et le blindage par les autres électrons entre le noyau et l'électron externe. La charge positive du noyau est égale au nombre atomique, donc le lithium est 3, le sodium est 11, le potassium est 19, le rubidium est 37, le césium est 55 et le francium 87. Cette charge positive croissante rend plus difficile pour l'électron négatif externe laisser. Si c'était le seul facteur, la réactivité des métaux alcalins diminuerait avec l'augmentation du nombre atomique.

Blindage

Une grande partie de la charge positive du noyau est empêchée d'atteindre l'électron le plus extérieur par la caractéristique de blindage . Les électrons négatifs en dessous diminuent la charge positive effective que l'électron le plus à l'extérieur "ressent". Le blindage dépend en partie de la géométrie des orbitales dans lesquelles les électrons sont maintenus. Cela aide à déterminer la réactivité, mais pour les métaux alcalins, le troisième facteur affecte le plus la réactivité.

Distance du noyau

La distance du noyau est le facteur primordial dans la réactivité élémentaire parce que l'attraction entre les charges positives et négatives diminuent lorsque le carré de la distance entre elles augmente. Si un électron a sa distance doublée du noyau, la force électrostatique est divisée par quatre. En conséquence, la distance du noyau détermine souvent la réactivité chimique. Plus la distance est petite, plus l'élément aimant est réactif. Plus la distance est faible, moins le métal alcalin est réactif.

L'ordre de réactivité

Sur la base de ces trois facteurs, le francium est le plus réactif, suivi par le rubidium, le césium, le potassium et sodium, dans cet ordre. Enfin, le lithium est le moins réactif des métaux alcalins. Puisque la distance entre le noyau et l'électron le plus à l'extérieur est essentiellement le rayon de l'atome, cette réactivité croissante avec une distance accrue entre le noyau et l'électron le plus externe a du sens. Comme les rayons des atomes sont lithium 167 pm (picomètres), sodium 190 pm, potassium 243 pm, rubidium 265 pm, césium 298 pm et francium est encore plus grand.