一个电子，束缚松弛
每种碱金属的最外层恰好有一个电子，它位于完整内层电子壳层之后，距离原子核很远。失去这个电子会形成稳定的稀有气体原子核，因此它们稍有机会就会失去该电子——在几乎所有形成的化合物中都生成+1价离子。
第1族——把电子交给几乎任何物质的元素
碱金属
六种柔软的银色金属都极易失去唯一的最外层电子，因此它们在自然界中从不以游离态存在。它们储存在油中，可以用刀切开，并且会与水剧烈反应，甚至足以点燃释放出的氢气。
- 成员
- 6
- 族
- 1
- 电子构型
- ns¹
- 放射性
- 1
在元素周期表中突出显示
每个成员
6个碱金属
3
Li
锂
6.94 u
最轻的金属，柔软到可以用刀切割，活泼到必须储存在油中——为你拥有的几乎所有可充电设备提供动力的元素。
11
Na
钠
22.99 u
柔软、银白且极其活泼：钠与水反应迅速，足以点燃释放出的氢气。
19
K
钾
39.098 u
活泼到必须隔绝空气保存，又重要到你身体里的任何细胞都无法离开它正常工作。
37
Rb
铷
85.468 u
一种柔软的碱金属，其光谱线呈深红色，它的离子被用于运行世界上最精确的时钟。
55
Cs
铯
132.905 u
反应性最强、最柔软的金属，也是定义秒的原子。
87
Fr
钫
223 u
第二稀有的天然元素，也是电正性最强的元素——但从未有人见过可见样品。
定义它们的特征
构成碱金属的三件事
反应性向下递增
锂在水中 fizz。钠会在水面疾走，并可能着火。钾会稳定着火，产生淡紫色火焰。铷和铯一接触就会爆炸。趋势很直观：最外层电子离原子核越远，受到的束缚越弱，运动也越快。
物理性质不同于大多数金属
它们足够柔软，可以切割；锂、钠和钾的密度足够小，可以浮在水面上；它们的熔点也很低——铯在28 °C时便会液化，刚好高于室温。每个原子只有一个较弱的金属键，无法很好地维系晶格。
周期性趋势
它们在家族中的变化方式
沿族向下：原子半径增大，电离能降低，密度升高（钾例外，它比钠轻），熔点降低，反应性急剧增强。在同一周期中，它们是所有元素里原子半径最大的，电离能最低的。
现实世界中的应用
它们的用途
锂
可充电电池——锂离子电池通过在电极之间往返输运裸露的Li⁺离子来工作。锂盐也用于双相情感障碍的一线治疗，其作用机制至今仍未完全理解。
钠
食盐、玻璃、肥皂，以及几十年来主宰城市的黄橙色街灯。钠离子传递你体内的每一次神经冲动。
钾
首先是肥料——NPK中的“K”。它对你的每个细胞也都必不可少；钾-40会让香蕉和人表现出微弱的放射性。
铷和铯
原子钟。秒由铯-133的跃迁定义，铷钟足够小巧，可以搭载在GPS卫星上。
钫
没有。它极其稀有且寿命极短，从未形成过可见样品。
处理
安全
它们都会与水和皮肤上的水分发生反应。钠和钾能在潮湿空气中自燃；钾长期储存时会形成对冲击敏感的过氧化物。碱金属氢氧化物——这些反应的产物——具有强腐蚀性，会迅速损伤眼睛。
值得了解
- 铯和镓是仅有的两种会在手中熔化的金属——铯的熔点为28.5 °C。
- 钫极其稀有，整个地球地壳中任何时刻存在的钫都不到30克。
- 每种碱金属都会产生独特的火焰颜色，Bunsen和Kirchhoff正是借助这种现象在1860–61年通过光谱学发现了铯和铷。
常见问题
关于碱金属
为什么碱金属要储存在油中？
因为它们会同时与空气中的氧气和水蒸气反应。矿物油可以隔绝二者。锂则储存在凡士林中，因为它足够轻，可以漂浮在大多数油上。铯和铷通常在氩气氛围下密封于玻璃安瓿中。
哪种碱金属的反应性最强？
理论上是钫——但它从未以足以与任何物质发生反应的数量制得。在实际能够获得的金属中，铯的反应性最强；它接触空气即会着火，即使在−116 °C下也会与水发生爆炸性反应。
氢不是碱金属，为什么却被放在第1族？
氢有一个最外层电子，按电子排布位于第1族顶部。从化学性质看，它与碱金属完全不同——它是气态非金属，通常更倾向于共享电子，而不是失去电子。许多元素周期表会将氢完全置于表格上方，以表明它不适合任何位置。