Les éléments du groupe 1 sont des solides métalliques mous et brillants. Ils sont malléables, ductiles et de bons conducteurs de chaleur et d’électricité. Les points de fusion des métaux alcalins sont exceptionnellement bas pour des métaux et ils diminuent lorsqu’on descend dans le groupe. La densité diminue également dans la même direction, à l’exception du potassium (tableau 1).
Tableau 1 : propriétés des métaux alcalins
| Élément | Configuration électronique | Rayon atomique (pm) | Ei1 (kJ/mol) | Point de fusion (°C) | Densité à 25 °C (g/cm3) |
| Li | [He] 2s1 | 152 | 520 | 181 | 0,53 |
| Na | [Ne] 3s1 | 186 | 496 | 98 | 0,97 |
| K | [Ar] 4s1 | 227 | 420 | 64 | 0,86 |
| Rb | [Kr] 5s1 | 248 | 400 | 39 | 1,53 |
| Cs | [Xe] 6s1 | 265 | 380 | 29 | 1,93 |
En descendant d’un groupe, le nombre quantique principal, n, augmente de un pour chaque élément. Ainsi, les électrons externes s’éloignent du noyau et le rayon atomique augmente du lithium au césium.
La configuration électronique de ces éléments montre que la couche de valence n’a qu’un seul électron (tableau 1). La perte de cet électron produit un cation avec la configuration d’un gaz noble. Ainsi, les métaux alcalins ont une grande tendance à céder cet électron et ils ont des énergies de première ionisation faibles, qui diminuent en allant vers le bas du groupe. Leur capacité à perdre un électron facilement fait qu’ils sont hautement réactifs et d’excellents agents réducteurs.
Les métaux alcalins réagissent vigoureusement avec les non-métaux, comme les halogènes. La réaction du sodium et du chlore pour produire du chlorure de sodium est exothermique. Les métaux alcalins réagissent aussi violemment avec l’eau, et de l’hydrogène et un hydroxyde de métal alcalin sont produits. La chaleur produite pendant la réaction peut enflammer l’hydrogène gazeux libéré, ce qui entraîne une explosion. Ces deux réactions deviennent plus exothermiques pour les métaux alcalins plus lourds en raison de leurs énergies d’ionisation plus faibles.
L’exposition à l’air, lorsqu’ils réagissent avec l’oxygène pour former des oxydes, réduit l’éclat métallique des métaux alcalins. Le lithium réagit avec l’oxygène pour donner de l’oxyde de lithium, tandis que d’autres métaux alcalins comme le sodium forment des oxydes et des peroxydes. L’ion peroxyde possède une seule liaison covalente oxygène-oxygène et c’est un puissant accepteur d’ions hydrogène, ce qui fait que les peroxydes des métaux alcalins sont des bases fortes. Les métaux alcalins tels que le potassium, le rubidium et le césium produisent également des superoxydes. Les superoxydes sont caractérisés par la présence d’O2−. Le superoxyde de potassium est un solide jaune qui se décompose à 560 °C.
Ce texte est adapté de Openstax, Chimie 2e, Section 6.5 : Variations périodiques dans les propriétés des élément.
