碱金属：列表、性质与反应（第 1 族）

碱金属是元素周期表第1族的六种元素：锂、钠、钾、铷、铯和钫。它们是柔软、有光泽的金属，也是所有金属中最活泼的。氢也位于第1族的顶部，但它是非金属，不是碱金属。

一个最外层电子

每种碱金属在s轨道上都有一个最外层电子，因此它的电子排布以ns¹结尾：锂是[He] 2s¹，钠是[Ne] 3s¹。失去这个电子后得到前一个稀有气体的稳定排布，所以碱金属很容易形成1+价离子，如Li⁺、Na⁺和K⁺。它们在自然界中从不以游离态存在，在实验室里要保存在油中。

碱金属软得可以用刀切开，新切出的银白色表面在空气中几秒钟内就会变暗。锂、钠和钾的密度比水小，熔点对金属而言也很低，从锂的约180 °C到铯的28 °C。它们的化合物能使火焰着色：锂呈深红色，钠呈黄橙色，钾呈淡紫色。

所有碱金属都能与水反应，生成氢氧化物和氢气：2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂。氢氧化物溶液呈强碱性，这也是这一族名称的由来。锂平稳地冒泡，钠熔化成小球并在水面上飞快游动，钾迸出淡紫色火焰，铷和铯的反应则会爆炸。

它们还能与非金属直接化合，与氯形成白色的离子型盐（2Na + Cl₂ → 2NaCl），在空气中形成氧化物，例如4Li + O₂ → 2Li₂O。

沿族每向下一步就多出一个电子层，因此最外层电子离原子核更远、受到的屏蔽更强，也更容易失去。所以从锂到铯，反应活性不断增强。原子半径增大，而第一电离能以及熔点和沸点降低。密度总体上升高，不过钾的密度比钠小。钫很难研究：它寿命最长的同位素半衰期只有22分钟。

锂为手机和电动汽车中的可充电锂离子电池供电，碳酸锂是治疗双相情感障碍的药物。钠存在于食盐（NaCl）、小苏打（NaHCO₃）以及制皂所用的氢氧化钠中。钾是人体必需的营养素，也是化肥的主要成分，而铯原子钟定义了秒。