周期表の 1 族の元素のうち、水素を除いたものをアルカリ金属と言います。
リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムの 6 つです。
どれも、一番外側の電子殻に電子を 1 個持ち、それを手放して 1 価の陽イオンになりやすい性質があります。
フランシウムは放射性の元素で、極僅かな量しか得られないので、ここではセシウムまでを比べます。
周期表の下へ行くほど電子殻が 1 つずつ増えるので、原子は大きくなります。
原子の半径は、リチウムの約 152 pm から、セシウムの約 265 pm まで大きくなります。
原子が大きいほど、一番外側の電子は原子核から遠く、引き付けられる力が弱くなります。
そのため、下へ行くほど電子を手放しやすくなります。
アルカリ金属の融点は、周期表の下へ行くほど低くなります。
リチウムは約 181 °C ですが、ルビジウムは約 39 °C、セシウムは約 28 °C で融けます。
原子が大きくなると、陽イオンと自由電子の結び付きである金属結合が弱くなるためです。
セシウムは、体温よりも低い温度で液体になる金属です。
アルカリ金属はどれも水と反応して水素を出し、水溶液は強い塩基性になります。
反応の激しさは、リチウム、ナトリウム、カリウムの順に大きくなります。
ルビジウムやセシウムは、水に入れると爆発するように反応します。
電子を手放しやすいものほど、水と激しく反応します。
アルカリ金属は、どれも炎色反応を示します。
炎の色は、リチウムが赤、ナトリウムが黄、カリウムが赤紫、ルビジウムが赤紫、セシウムが青紫です。
ルビジウムとセシウムは、19 世紀に、炎の光をスペクトルに分けて調べることで見つかりました。
スペクトルに見えた濃い赤の線と青い線から、ルビジウムはラテン語の「濃い赤」、セシウムは「空色」を意味する言葉から名付けられました。