{{위키데이터 속성 추적}}
{{주기율표 (소형)|제목=알칼리 금속|표시=알칼리 금속}}
'''알칼리 금속'''(alkali metal, -金屬)은 [[화학 원소]] [[리튬]](Li), [[나트륨]](Na), [[칼륨]](K), [[루비듐]](Rb), [[세슘]](Cs), [[프랑슘]](Fr)으로 구성된 [[화학 계열]]이다. [[수소]]와 함께 [[주기율표]]의 [[s-구역]]에 있는 [[족 (주기율표)|1족 원소]]를 구성한다.{{refn|구 IUPAC와 CAS 체계 모두에서, '''IA족'''("일에이족"으로 읽으며, "I"는 [[로마 숫자]] 1이다.)으로 불린다.<ref name = fluck>{{저널 인용|last1=Fluck |first1=E. |year=1988 |title=New Notations in the Periodic Table |journal=[[Pure and Applied Chemistry|Pure Appl. Chem.]] |volume=60 |issue=3 |pages=431–436 |publisher=[[International Union of Pure and Applied Chemistry|IUPAC]] |doi=10.1351/pac198860030431 |s2cid=96704008 |url=http://www.iupac.org/publications/pac/1988/pdf/6003x0431.pdf |access-date=24 March 2012}}</ref>|name=group-numbering|group="주"}} 모든 알칼리 금속은  최외각 전자를 [[원자 궤도|s 오비탈]]에 가지고 있다. 이 공유 전자 구성은 알칼리 금속들이 매우 유사한 성질을 갖도록 한다.{{refn|수소도 같은 전자 구성을 가지고 있지만, [[1주기 원소]]는 [[원자가 전자|원자가]] p-오비탈이 없어 반응이 매우 다르기 때문에 알칼리 금속으로 간주되지 않는다.|group="주"}} 대표 원소의 이름을 따서 '''리튬족'''이라고도 한다.

알칼리 금속은 [[표준 온도 압력]]에서 광택이 있고 무르고 반응성이 높은 금속이며, 최외각 [[전자 껍질]]의 전자 하나를 쉽게 잃어 +1 [[전하]]를 가진 [[양이온]]을 이룬다. 무른 금속이므로 칼로 쉽게 자를 수 있으며, 잘린 반짝이는 표면은 공기 중의 수분과 [[산소]]와 결합하여 [[산화]]하여 빠르게 변색된다. [[리튬]]의 경우엔 공기 중의 [[질소]]와도 반응한다. 반응성이 높기 때문에 공기와의 반응을 방지하기 위해 [[기름]] 속에 저장해야 하며, 자연적으로는 [[염]]의 형태로만 발견되며, 자유 원자로는 발견되지 않는다. 다섯 번째 알칼리  금속인 [[세슘]]은 모든 금속 중에서 가장 반응성이 높다. 모든 알칼리 금속은 물과 반응하며, 무거운 알칼리 금속은 가벼운 금속보다 더 격렬하게 반응한다.

발견된 모든 알칼리 금속은 자연에서 화합물 형태로만 발견된다. 나트륨이 가장 풍부하며 그 다음으로 칼륨, 리튬, 루비듐, 세슘 순이며, 높은 방사성을 띤 프랑슘은 매우 드물게 발견된다. 프랑슘은 [[붕괴 계열]]의 중간 산물 형태인 미량 동위원소로만 발견된다. 알칼리 금속의 다음 원소 후보인 [[우누넨늄]](Uue)을 합성하기 위한 실험이 진행되었으나 성공을 거두지는 못했다. 우누넨늄은 [[초악티늄족 원소|초중량 원소]]의 화학적 성질에 큰 영향을 미치는 [[상대론적 양자화학|상대론적 효과]]의 예측에 의하면 알칼리 금속이 아닐 수 있으며 알칼리 금속에 속하더라도 다른 알칼리 금속과는 물리적, 화학적 성질에 어느 정도 차이가 있을 것으로 예측된다.

대부분의 알칼리 금속은 많은 응용 분야에서 쓰이고 있다. 순수한 원소의 가장 잘 알려진 응용은 [[원자 시계]]에 루비듐과 세슘을 사용하는 것이며, 그중 세슘 원자 시계는 [[초 (시간)|1초]]를 정의하는 기준이 된다. 나트륨은 효율적인 조명 기구인 [[나트륨등]]에 사용된다. 먹는 [[소금]]은 [[염화 나트륨]]이 주성분으로, 고대부터 사용되어 왔다. [[리튬]]은 정신의학 약과 [[리튬 전지]]의 [[산화극]] 소재로 사용된다. 나트륨과 칼륨은 필수 [[무기질]]로, [[전해질]]로 주요한 생물학적 역할을 하고 있으며, 다른 알칼리 금속은 필수는 아니지만, 신체에 유익하고 해로운 다양한 영향을 미친다.

== 역사 ==
[[파일:Petalite.jpg|섬네일|alt=페탈라이트 표본|리튬이 처음으로 분리된 리튬 광물인 [[페탈라이트]]]]
나트륨 화합물인 [[소금]]([[염화 나트륨]])은 고대부터 인간 활동에 있어 중요한 상품으로, 급여를 뜻하는 영어 단어 "salary"도 로마 병사에게 소금 구입을 위해 지급된 돈을 가리키는 단어 살라리움(''salarium'')에서 유래되었다.<ref>{{OEtymD|salary}}</ref> 고대부터 [[칼리]]가 사용되었으나 나트륨 화합물인 소금과는 근본적으로 다른 물질이라는 것은 알 수 없었다. 1702년에 [[게오르크 에른스트 슈탈]]은 나트륨염과 칼륨염의 근본적인 차이를 제시하는 실험적 증거를 얻었고,<ref name="1702Suspect">{{서적 인용|language = de |url= https://books.google.com/books?id=b-ATAAAAQAAJ&pg=PA167 |page= 167|title= Chymische Schriften|last1= Marggraf|first= Andreas Siegmund |year= 1761}}</ref> 1736년 [[앙리 루이 뒤하멜 뒤 몽소]]는 이 차이를 증명할 수 있었다.<ref>{{저널 인용|url= http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3533j/f73.image.r=Memoires%20de%20l%27Academie%20royale%20des%20Sciences.langEN |journal= Mémoires de l'Académie Royale des Sciences |title= Sur la Base de Sel Marine |last= du Monceau|first= H. L. D. |pages= 65–68 |language= fr}}</ref> 당시 칼륨과 나트륨 화합물의 정확한 화학적 구성과, 칼륨과 나트륨의 화학 원소로서의 지위는 그 당시 알려져 있지 않았기 때문에 [[앙투안 라부아지에]]는 1789년 그의 화학 원소 목록에 어떤 알칼리 원소도 포함시키지 않았다.<ref name="weeks">{{저널 인용|doi= 10.1021/ed009p1035|title= The discovery of the elements. IX. Three alkali metals: Potassium, sodium, and lithium |year= 1932|last1= Weeks|first1= Mary Elvira|author-link1=Mary Elvira Weeks|journal= Journal of Chemical Education|volume= 9|issue= 6|page= 1035|bibcode= 1932JChEd...9.1035W}}</ref><ref name="disco">{{저널 인용|jstor= 228541|pages= 247–258|last1= Siegfried|first1= R.|title= The Discovery of Potassium and Sodium, and the Problem of the Chemical Elements|volume= 54|issue= 2|journal= Isis|year= 1963|doi= 10.1086/349704|pmid= 14147904}}</ref>

순수한 [[칼륨]]은 1807년 영국의 [[험프리 데이비]]에 의해 처음으로 분리되었다. 데이비는 새롭게 발명된 [[볼타 전지]]를 이용하여 [[수산화 칼륨|가성 칼리]](KOH, 수산화 칼륨)의 용융된 소금을 [[전기 분해]]하여 추출했다. 이전의 칼리 수용액을 이용한 전기 분해 시도는 칼륨의 높은 반응성으로 인해 성공하지 못했다.<ref name="Greenwood&Earnshaw">{{Greenwood&Earnshaw2nd}}</ref>{{rp|68}} 칼륨은 전기 분해를 통해 분리된 최초의 금속이다.<ref name=Enghag2004>{{서적 인용|last=Enghag|first=P.|year=2004|title=Encyclopedia of the elements|publisher=Wiley-VCH Weinheim|isbn=978-3-527-30666-4|chapter=11. Sodium and Potassium}}</ref> 같은 해 말, 데이비는 유사한 물질인 [[수산화 나트륨|가성 소다]](NaOH, 수산화 나트륨)로부터 비슷한 방법을 통해 [[나트륨]]을 추출한 것을 보고했고, 두 원소가 다르다는 것을 증명했다.<ref name="weeks" /><ref name="disco" /><ref name=Davy1807>{{저널 인용|first=Humphry|last=Davy|title=On some new phenomena of chemical changes produced by electricity, in particular the decomposition of the fixed alkalies, and the exhibition of the new substances that constitute their bases; and on the general nature of alkaline bodies|pages=1–44|year=1808|volume=98|journal=Philosophical Transactions of the Royal Society of London|url=https://books.google.com/books?id=gpwEAAAAYAAJ&pg=PA57|doi=10.1098/rstl.1808.0001|doi-access=free}}</ref><ref name="200disco">{{저널 인용|doi= 10.1134/S1061934807110160|title= History of the discovery of potassium and sodium (on the 200th anniversary of the discovery of potassium and sodium)|year= 2007|last1= Shaposhnik|first1= V. A.|journal= Journal of Analytical Chemistry|volume= 62|issue= 11|pages= 1100–1102|s2cid= 96141217}}</ref>

[[파일:Johann Wolfgang Döbereiner.jpg|섬네일|150px|left|[[요한 볼프강 되베라이너]]는 알칼리 금속으로 알려진 원소 사이의 유사성을 최초로 발견한 사람이다.]]
[[페탈라이트]]([[리튬|Li]][[알루미늄|Al]][[규소|Si]]<sub>4</sub>[[산소|O]]<sub>10</sub>)는 1800년 [[브라질]]의 화학자 [[조제 보니파시우 지 안드라다]]가 [[스웨덴]] [[우퇴섬]]의 광산에서 발견했다.<ref name=mindat>{{웹 인용|url=http://www.mindat.org/min-3171.html |title=Petalite: Petalite mineral information and data |last1=Ralph |first1=Jolyon |last2=Chau |first2=Ida |date=24 August 2011 |access-date=27 November 2011}}</ref><ref name=webelementshistory>{{웹 인용|url=http://www.webelements.com/lithium/history.html|title=WebElements Periodic Table of the Elements {{pipe}} Lithium {{pipe}} historical information |last=Winter |first=Mark |access-date=27 November 2011}}</ref><ref name=discovery>{{서적 인용 |title=Discovery of the Elements |last=Weeks |first=Mary |year=2003 |page=124 |publisher=Kessinger Publishing |location=Whitefish, Montana, United States |isbn=978-0-7661-3872-8 |url=https://books.google.com/books?id=SJIk9BPdNWcC |access-date=10 August 2009 }}{{깨진 링크|url=https://books.google.com/books?id=SJIk9BPdNWcC }}</ref> 하지만 1817년이 되어서야 화학자 [[옌스 야코브 베르셀리우스]]의 실험실에서 일하던 [[요한 아우구스트 아르프베손]]이 페탈라이트 광석을 분석하여 새로운 원소의 존재를 감지했다.<ref name=uwis>{{웹 인용|url=http://genchem.chem.wisc.edu/lab/PTL/PTL/BIOS/arfwdson.htm |archive-url=https://web.archive.org/web/20080605152857/http://genchem.chem.wisc.edu/lab/PTL/PTL/BIOS/arfwdson.htm |archive-date=5 June 2008 |title=Johan Arfwedson |access-date=10 August 2009}}</ref><ref name=vanderkrogt>{{웹 인용|publisher= Elementymology & Elements Multidict|title= Lithium |first= Peter|last= van der Krogt|url= http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=Li|access-date= 5 October 2010}}</ref> 이 새로운 원소는 나트륨과 칼륨과 유사한 화합물을 형성하지만 [[탄산 리튬|탄산염]]과 [[수산화 리튬|수산화물]]은 다른 알칼리 금속보다 물에 덜 녹고 알칼리성은 더 강한 점에 주목했다.<ref name=compounds>{{웹 인용|url=http://www.chemguide.co.uk/inorganic/group1/compounds.html|title=Compounds of the Group 1 Elements |access-date=10 August 2009 |last=Clark |first=Jim |year=2005 |work=chemguide}}</ref> 베르셀리우스는 식물의 재에서 발견된 칼륨, 동물의 피에 풍부한 나트륨과 달리 단단한 광물에서 발견된 것을 반영하여 이 미지의 물질의 이름을 "돌"을 뜻하는 그리스어 {{lang|el|λιθoς}}(lithos)에서 유래한 "리(lithion)/리티나(lithina)"라 지었다. 이 물질 안에 있는 금속의 이름을 리튬(lithium)이라고 지었다.<ref name=krebs>{{서적 인용|last= Krebs|first= Robert E.|year= 2006|title= The History and Use of Our Earth's Chemical Elements: A Reference Guide|publisher= Greenwood Press|location= Westport, Conn.|isbn= 978-0-313-33438-2}}</ref><ref name=webelementshistory /><ref name=vanderkrogt /> 리튬, 나트륨, 칼륨은 1850년 [[요한 볼프강 되베라이너]]가 발견한 원소의 [[주기율표|주기성]], 즉 비슷한 성질을 가지고 있다고 지적한 동일한 [[족 (주기율표)|족]]의 원소 중 하나이다.<ref name="meta-synthesis2">{{웹 인용|url=http://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?Button=pre-1900+Formulations |title=The Internet Database of Periodic Tables |last=Leach|first=Mark R. |date=1999–2012 |work=meta-synthesis.com |access-date=6 April 2012}}</ref>

[[파일:Lepidolite-76774.jpg|섬네일|upright|alt=레피돌라이트 표본|[[레피돌라이트]]는 루비듐이 처음 분리된 루비듐 광물이다.]]
루비듐과 세슘은 [[로베르트 분젠]]과 [[구스타프 키르히호프]]가 1859년 발명한 [[분광기]]를 이용해 발견한 최초의 원소이다.<ref name="caesium">{{웹 인용|url=http://pubs.acs.org/cen/80th/print/cesium.html |title=C&EN: It's Elemental: The Periodic Table – Cesium |publisher=American Chemical Society|access-date=25 February 2010|last=Kaner|first=Richard|year= 2003}}</ref> 다음 해에 분젠과 키르히호프는 독일 [[바트뒤르카임]]의 [[광천수]]에서 세슘을 발견했다. 루비듐의 발견은 이듬해 독일 [[하이델베르크]]에서 [[레피돌라이트]] 광물에서 발견했다.<ref name="BuKi1861">{{저널 인용|title= Chemische Analyse durch Spectralbeobachtungen |pages= 337–381 |first1= G.|last1= Kirchhoff |first2= R.|last2= Bunsen|author-link1= Gustav Kirchhoff |author-link2 = Robert Bunsen|doi= 10.1002/andp.18611890702 |journal= Annalen der Physik und Chemie |volume= 189 |issue= 7|year= 1861 |bibcode=1861AnP...189..337K|url= http://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/15657/1/spektral.pdf }}</ref> 루비듐과 세슘의 이름은 [[방출 스펙트럼]]에서 가장 두드러진 선으로 루비듐은 밝은 빨간 선(짙은 빨간색, 또는 밝은 빨간색을 뜻하는 라틴어 루비두스(rubidus)), 세슘은 하늘색 선(하늘색을 뜻하는 라틴어 카이시우스(caesius))에서 왔다.<ref name="Weeks">{{저널 인용|title= The discovery of the elements. XIII. Some spectroscopic discoveries |pages= 1413–1434|last= Weeks|first= Mary Elvira |author-link=Mary Elvira Weeks|doi=10.1021/ed009p1413|journal= [[Journal of Chemical Education]] |volume= 9 |issue= 8 |year= 1932 |bibcode=1932JChEd...9.1413W}}</ref><ref>{{Cite OED|caesium|edition = 2nd}}</ref>

1865년경 [[존 뉴랜즈]]는 일련의 논문을 발표했는데 [[원자량]]이 증가하는 순으로 원소를 나열했을 때 유사한 물리적 화학적 성질을 가진 원소가 8개 간격으로 되풀이됨을 보였다. 그는 이런 주기성을 음악의 [[옥타브]]에 비유하여 한 옥타브 떨어진 음표가 비슷한 음악적 기능을 가지는 것과 비교하였다.<ref>{{저널 인용|title= On Relations Among the Equivalents |last=Newlands|first=John A. R. |journal= Chemical News |volume= 10 |pages= 94–95 |date= 20 August 1864 |url=http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/EA/NEWLANDSann.HTML |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20110101073248/http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/EA/NEWLANDSann.HTML |archive-date=1 January 2011 |access-date=25 November 2013}}</ref><ref>{{저널 인용|title= On the Law of Octaves |last=Newlands|first=John A. R. |journal= Chemical News |volume= 12 |page= 83 |date= 18 August 1865 |url=http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/EA/NEWLANDSann.HTML |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20110101073248/http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/EA/NEWLANDSann.HTML |archive-date=1 January 2011 |access-date=25 November 2013}}</ref> 뉴랜즈는 논문에서 당시 알려진 모든 알칼리 금속(리튬에서 세슘까지)을 알칼리 금속처럼 +1 산화 상태 특성을 가진 [[구리]], [[은]], [[탈륨]]과 한 족으로 묶었다. 뉴랜즈는 [[할로젠]]과 [[수소]]를 표의 같은 자리에 배치했다.<ref name="meta-synthesis2" />

[[파일:Mendelejevs periodiska system 1871.png|섬네일|500px|1871년 제안된 [[드미트리 멘델레예프]]의 주기율표. 수소와 알칼리 금속이 구리, 은, 금과 함께 I족에 놓여 있다.]]
1869년 이후 [[드미트리 멘델레예프]]는 리튬을 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 탈륨을 가진 족의 맨 위에 배치하는 주기율표를 제안했다.<ref>{{저널 인용|last=Mendelejew |first=Dimitri |year=1869 |title=Über die Beziehungen der Eigenschaften zu den Atomgewichten der Elemente |journal=Zeitschrift für Chemie |pages=405–406 |language=de}}</ref> 2년 후 멘델레예프는 자신의 주기율표를 수정하여 수소를 리튬이 속한 I족 위에 배치하고, 탈륨도 [[13족 원소|붕소족]]으로 이동시켰다. 이 1871년판에서는 구리, 은, 금을 두 번 배치하였는데 한 번은 [[11족 원소|IB족]]의 일부로, 한 번은 오늘날의 8족에서 11족 원소를 아우르는 'VIII족'의 일부로 배치하였다.<ref name="Jensen">{{저널 인용|last1=Jensen |first1=William B. |year=2003 |title=The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table |journal=Journal of Chemical Education |volume=80 |issue=8 |pages=952–961 |publisher=[[American Chemical Society]] |doi=10.1021/ed080p952 |bibcode=2003JChEd..80..952J |url=http://www.che.uc.edu/jensen/W.%20B.%20Jensen/Reprints/091.%20Zn-Cd-Hg.pdf |access-date=2012-05-06 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20100611152417/http://www.che.uc.edu/jensen/W.%20B.%20Jensen/Reprints/091.%20Zn-Cd-Hg.pdf |archive-date=11 June 2010}}</ref><ref group="주"> 1869년판 멘델레예프의 주기율표에서는 구리와 은이 수소와 수은이 정렬된 그룹에 배치되었고 금은 붕소족의 [[우라늄]]과 미발견 원소인 [[갈륨|에카알루미늄]] 아래에 잠정적으로 배치되었다.</ref> 18열 주기율표 도입 후 IB족 원소는 [[d-구역]]의 현재 위치로 이동했고, IA족에는 알칼리 금속이 남았다. 이후 1988년 IA족 이름이 1족으로 바뀌었다.<ref name = fluck/> [[관용명]]인 "알칼리 금속"은 1족 원소의 수산화물이 모두 물에 용해되었을 때 강한 [[알칼리]]라는 사실에서 유래한다.<ref name="rsc">{{웹 인용|url=http://www.rsc.org/chemsoc/visualelements/PAGES/data/intro_groupi_data.html |title=Visual Elements: Group 1 – The Alkali Metals |author=Royal Society of Chemistry |work=Visual Elements |publisher=Royal Society of Chemistry |access-date=13 January 2012 |url-status=bot: unknown |archive-url=https://web.archive.org/web/20120805145647/http://www.rsc.org/chemsoc/visualelements/PAGES/data/intro_groupi_data.html |archive-date=5 August 2012 |author-link=Royal Society of Chemistry }}</ref>

프랑스 파리 [[퀴리 연구소]]의 [[마르게리트 페레]]가 1939년 220 keV의 붕괴 에너지가를 가진 것으로 보고된 [[악티늄-227]] 샘플을 정제하여 [[프랑슘]]을 발견하기까지 적어도 네 번의 오류와 불완전한 발견이 있었다.<ref name="fontani">{{콘퍼런스 인용|first= Marco |last= Fontani |title= The Twilight of the Naturally-Occurring Elements: Moldavium (Ml), Sequanium (Sq) and Dor (Do) |book-title= International Conference on the History of Chemistry |pages= 1–8 |date= 10 September 2005 |location= Lisbon|url= http://5ichc-portugal.ulusofona.pt/uploads/PaperLong-MarcoFontani.doc |archive-url= https://web.archive.org/web/20060224090117/http://5ichc-portugal.ulusofona.pt/uploads/PaperLong-MarcoFontani.doc |archive-date=24 February 2006|access-date= 8 April 2007}}</ref><ref name="vanderkrogt-Fr" /><ref>{{뉴스 인용|title= Education: Alabamine & Virginium|work= TIME|date= 15 February 1932|url= http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,743159,00.html|access-date= 1 April 2007|url-access= subscription|archive-date= 2011-01-30|archive-url= https://web.archive.org/web/20110130144712/http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,743159,00.html|url-status= dead}}</ref><ref>{{저널 인용|last= MacPherson |first= H. G. |title= An Investigation of the Magneto-Optic Method of Chemical Analysis |journal= Physical Review |volume= 47 |issue= 4 |pages= 310–315 |publisher= American Physical Society|year=1934|doi= 10.1103/PhysRev.47.310|bibcode= 1935PhRv...47..310M}}</ref> 그러나 페레는 [[에너지 준위]]가 80 keV 미만인 붕괴 입자를 발견했다. 페레는 이 붕괴 활동이 이전에 확인되지 않았던 [[붕괴 생성물]]에 의해 일어났을 수도 있다고 생각했는데 이 물질은 정제 과정에서 분리되었으나 순수한 악티늄-227에서 다시 나타났다. 다양한 실험을 통해 이 미지의 원소가 [[토륨]], [[라듐]], [[납]], [[비스무트]], [[탈륨]]일 가능성을 제거했다. 이번 새로운 생성물은 (세슘 염과 공침하는 등의) 알칼리 금속의 화학적 특성을 보여 페레는 악티늄-227의 [[알파 붕괴]]로 생겨난 87번 원소라고 믿게 되었다.<ref name="chemeducator">Adloff, Jean-Pierre; Kaufman, George B. (25 September 2005). [http://chemeducator.org/sbibs/s0010005/spapers/1050387gk.htm Francium (Atomic Number 87), the Last Discovered Natural Element] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20130604212956/http://chemeducator.org/sbibs/s0010005/spapers/1050387gk.htm |date=4 June 2013 }}. ''The Chemical Educator'' '''10''' (5). Retrieved 26 March 2007.</ref> 페레는 그 후 악티늄-227에서 [[베타 붕괴]]와 알파 붕괴의 비율을 결정하려고 시도했다. 그의 첫 번째 실험에서 알파 붕괴 비율이 0.6%로 나왔고, 이 수치는 후에 1%로 수정되었다.<ref name="mcgraw">{{서적 인용|contribution= Francium |year= 2002 |title= McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology |volume= 7 |pages= [https://archive.org/details/mcgrawhillencycl165newy/page/493 493–494] |publisher= McGraw-Hill Professional |isbn= 978-0-07-913665-7 |title-link= McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology }}</ref>

:{{nuclide|actinium|227}} {{overunderset|→|α (1.38%)|21.77 y}} '''{{nuclide|francium|223}}''' {{overunderset|→|β<sup>−</sup>|22 min}} {{nuclide|radium|223}} {{overunderset|→|α|11.4 d}}{{nuclide|radon|219}}

주기율표에서 프랑슘 아래의 다음 원소(에카프랑슘)는 119번 원소인 [[우누넨늄]](Uue)이 될 것이다. 우누넨늄의 합성은 1985년 캘리포니아주 버클리의 슈퍼HILAC 가속기에서 [[칼슘-48]]으로 [[아인슈타이늄-254]]의 표적을 폭격하여 처음 시도되었다. 원자가 확인되지 않아 300 [[반 (단위)|nb]]의 한계 수율로 이어졌다.<ref name="link">{{저널 인용|title=Search for superheavy elements using <sup>48</sup>Ca + <sup>254</sup>Es<sup>g</sup> reaction|first1=R. W. |last1=Lougheed|first2=J. H.|last2=Landrum|first3=E. K.|last3=Hulet|first4=J. F.|last4=Wild|first5=R. J.|last5=Dougan|first6=A. D.|last6=Dougan|first7=H.|last7=Gäggeler|first8=M.|last8=Schädel|first9=K. J.|last9=Moody|first10=K. E.|last10=Gregorich|last11=Seaborg|journal=Physical Review C|year=1985|pages=1760–1763|volume=32|issue=5|bibcode= 1985PhRvC..32.1760L|doi=10.1103/PhysRevC.32.1760|pmid=9953034 |first11=G.}}</ref><ref name="vanderkrogt-uue">{{웹 인용|publisher= Elementymology & Elements Multidict|title= Ununennium |first= Peter|last= van der Krogt|url= http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=Uue|access-date= 14 February 2011}}</ref>

:{{nuclide|einsteinium|254}} + {{nuclide|calcium|48}} → {{nuclide|ununennium|302}}* → 원자 발견 안됨<ref group="주">*는 [[들뜬 상태]]를 나타낸다.</ref>

== 존재 ==
=== 태양계 내부 ===
[[파일:SolarSystemAbundances.svg|섬네일|right|800px|태양계 내 화학 원소의 추정 존재비. 대폭발에서 만들어지는 수소와 헬륨은 가장 흔하다. 다음 세 원소(리튬, 베릴륨, 붕소)는 대폭발과 항성 내부에서 잘 합성되지 않기 때문에 드물다. 나머지 항성이 생산한 원소의 두 가지 일반적인 경향은 (1) 원자 번호가 짝수 또는 홀수인 원소의 풍부함이 번갈아 나타나는 것과, (2) 원소가 무거워짐에 따라 일반적으로 풍부함이 감소하는 것이다. 철은 초신성에서 헬륨의 융합에 의해 만들어질 수 있는 최소 에너지 핵종이기 때문에 특히 풍부하다.<ref name=lodders>{{저널 인용|last1= Lodders |first1= Katharina |year= 2003 |title= Solar System Abundances and Condensation Temperatures of the Elements |journal= The Astrophysical Journal |volume= 591 |issue= 2 |pages= 1220–1247 |bibcode= 2003ApJ...591.1220L |doi= 10.1086/375492|doi-access= free }}</ref>]]

[[오도-하킨스 규칙]]은 수소를 제외하고 원자 번호가 짝수인 원소가 홀수인 원소보다 더 흔하다는 내용이다. 이 규칙은 홀수 원자 번호를 가진 원소는 짝없는 양성자 하나를 가지고 있으며, 다른 양성자를 포획할 가능성이 더 높기 때문에 원자 번호가 증가한다고 주장한다. 짝수 원자 번호를 가진 원소는 양성자가 짝을 가지며, 짝진 양성자 간에 서로의 스핀을 상쇄하여 안정성을 높인다.<ref name=oddo>{{저널 인용|doi= 10.1002/zaac.19140870118 |title= Die Molekularstruktur der radioaktiven Atome |year= 1914 |last1= Oddo |first1= Giuseppe |journal= Zeitschrift für Anorganische Chemie |volume= 87 |pages= 253–268|url= https://www.academia.edu/11043300 }}</ref><ref name=harkins>{{저널 인용|doi= 10.1021/ja02250a002 |year= 1917 |last1= Harkins |first1= William D. |journal= Journal of the American Chemical Society |volume= 39 |issue= 5 |pages= 856–879 |title= The Evolution of the Elements and the Stability of Complex Atoms. I. A New Periodic System Which Shows a Relation Between the Abundance of the Elements and the Structure of the Nuclei of Atoms|url= https://zenodo.org/record/1429060 }}</ref><ref name=north>{{서적 인용|last=North|first=John|title=Cosmos an illustrated history of astronomy and cosmology|year=2008|publisher=Univ. of Chicago Press|isbn=978-0-226-59441-5|page=602|url=https://books.google.com/books?id=qq8Luhs7rTUC&q=%22william+draper+harkins%22+oddo&pg=PA602|edition=Rev. and updated}}</ref> 모든 알칼리 금속을 홀수 원자 번호를 가지며, 태양계 내에서 인접한 원자 번호를 가진 원소([[비활성 기체]]와 [[알칼리 토금속]])만큼 흔하지 않다. 루비듐 이후의 무거운 알칼리 금속은 [[항성 핵합성]]에서는 만들어지지 않고, [[초신성]]에서만 합성될 수 있기에 가벼운 금속보다 덜 풍부하다. [[리튬]]은 [[대폭발 핵합성]]이나 항성 핵합성 어느 쪽에서도 잘 합성되지 않기 때문에 나트륨이나 칼륨보다 훨씬 덜 풍부하다. 5개에서 8개의 [[핵자]]를 가진 안정적인 [[원자핵]]이 없기 때문에 대폭발 과정에서 미량의 리튬, 베릴륨, 붕소만 합성된다. 항성 핵합성에서는 세 개의 헬륨 핵을 합성하여 [[탄소]]를 형성하는 [[삼중 알파 과정]]을 통해 이 세 원소를 건너뛴다.<ref name=lodders />

=== 지구 ===
[[파일:Spodumene-usa59abg.jpg|섬네일|upright|주요 리튬 광물 [[스포듀민]]]]
지구는 태양을 형성한 것과 같은 물질의 구름으로부터 만들어졌지만, [[태양계의 형성과 진화]] 과정에서 행성들은 서로 다른 구성비를 갖게 되었다. 결국, 지구의 자연사는 지구의 각 부분이 다른 원소 농도를 갖게 했다. 지구의 질량은 약 5.98{{e|24}}&nbsp;kg이다. 대부분 [[철]](32.1%), [[산소]](30.1%), [[규소]](15.1%), [[마그네슘]](13.9%), [[황]](2.9%), [[니켈]](1.8%), [[칼슘]](1.5%), [[알루미늄]](1.4%)으로 구성됐으며 나머지 1.2%는 미량의 다른 원소로 구성됐다. [[행성 분화|행성의 분화]]로 인해 [[지구핵|지구의 핵]]은 주로 철(88.8%)로 구성되어 있으며, 소량의 니켈(5.8%), 황(4.5%) 및 1% 미만의 미량 원소로 구성되어 있다고 파악된다.<ref name=pnas71_12_6973>{{저널 인용|last1=Morgan|first1=J. W. |last2=Anders|first2=E. |title=Chemical composition of Earth, Venus, and Mercury |journal=Proceedings of the National Academy of Sciences |year=1980 |volume=77 |issue=12 |pages=6973–6977 |doi=10.1073/pnas.77.12.6973 |pmid=16592930 |pmc=350422 |bibcode= 1980PNAS...77.6973M}}</ref>

알칼리 금속은 높은 반응성으로 인해 자연적으로는 순수한 금속 형태로 산출되지 않는다. [[산소]]와 쉽게 결합하며, [[이산화 규소]]와 강하게 결합하며, 상대적으로 밀도가 낮은 광물을 이뤄, 지구 중심부로 가라앉지 않고 지구 표면 근처에 남게 된다. 칼륨, 루비듐, 세슘도 [[이온 반지름]]이 크기 때문에 [[부적합 원소]]이다.<ref name="albarede">{{서적 인용|title= Geochemistry: an introduction |url= https://books.google.com/books?id=doVGzreGq14C&pg=PA17 |publisher= Cambridge University Press |year= 2003 |isbn= 978-0-521-89148-6 |first= Francis |last= Albarède}}</ref>

나트륨과 칼륨은 [[지구 지각 내 원소 존재비|지구의 지각에서 가장 풍부한]] 10가지 원소에 속한다.<ref name="webelements-occurrence">{{웹 인용|url= http://www.webelements.com/webelements/properties/text/image-flash/abund-crust.html|title= Abundance in Earth's Crust|publisher= WebElements.com|access-date= 14 April 2007}}</ref><ref name="IsraelScience&Technology">{{웹 인용|url= https://www.science.co.il/elements/?s=Earth|title= List of Periodic Table Elements Sorted by Abundance in Earth's crust|publisher= Israel Science and Technology Directory|}}</ref> [[나트륨]]은 지각에서 6번째로 풍부한 원소로, 지각 질량의 약 2.6%를 차지하며, [[칼륨]]은 지각에서 7번째로 풍부한 원소로, 지각 질량의 약 1.5%를 차지한다.<ref name="RubberBible86th">{{RubberBible86th}}</ref> 나트륨은 여러 많은 광물에서 발견되며, 그 중 가장 흔한 것은 [[바닷물]]에 녹아있는 방대한 양의 일반 [[소금]](염화 나트륨)이다. 다른 고체 퇴적물로는 [[암염]], [[각섬석]], [[빙정석]], [[칠레 초석]], [[제올라이트]] 등이 있다.<ref name="RubberBible86th" /> 이런 고체 퇴적물의 대부분은 고대의 바다가 증발한 결과 만들어졌으며, 지금도 미국 [[유타주]]의 [[그레이트솔트호]]나 중동의 [[사해]] 등에서 만들어지고 있다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|69}}

화학적 유사성에도 불구하고 리튬은 크기가 작아서 일반적으로는 나트륨이나 칼륨과 함께 산출되지 않는다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|69}} 상대적으로 반응성이 낮기 때문에 많은 양의 바닷물에서 발견되는데, 바닷물에는 약 0.14~0.25 ppm,<ref>{{웹 인용|url=http://www.ioes.saga-u.ac.jp/ioes-study/li/lithium/occurence.html |title=Lithium Occurrence |access-date=13 March 2009 |publisher=Institute of Ocean Energy, Saga University, Japan |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20090502142924/http://www.ioes.saga-u.ac.jp/ioes-study/li/lithium/occurence.html |archive-date=2 May 2009}}</ref><ref name=enc>{{웹 인용|url=http://www.enclabs.com/lithium.html|access-date=15 October 2010|title=Some Facts about Lithium|publisher=ENC Labs|archive-date=2011-07-10|archive-url=https://web.archive.org/web/20110710191644/http://www.enclabs.com/lithium.html|url-status=}}</ref> 또는 25 [[마이크로몰라]]로 추정된다.<ref>{{서적 인용|doi=10.1007/3-540-13534-0_3|chapter=Extraction of metals from sea water|volume= 124/1984|pages= 91–133|last=Schwochau|first=Klaus|year=1984|series=Topics in Current Chemistry|isbn=978-3-540-13534-0|title=Inorganic Chemistry}}</ref> 마그네슘과의 [[대각 관계]]는 종종 철마그네슘 광물에서 마그네슘을 대신할 수 있게 하는데, 지각에서의 농도는 [[갈륨]]과 [[나이오븀]]과 비슷한 약 18 ppm이다. 상업적으로 가장 중요한 리튬 광물은 [[스포듀민]]으로, 전 세계적으로 널리 산출된다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|69}}

루비듐은 [[아연]]만큼 풍부하고 [[구리]]보다 더 풍부하다. [[백류석]], [[폴루사이트]], [[광로석]], [[진왈다이트]], [[레피돌라이트]] 등의 광물로 자연적으로 산출되지만,<ref>{{저널 인용|title= Trace element chemistry of lithium-rich micas from rare-element granitic pegmatites |volume= 55
|issue= 13 |year= 1995 |doi= 10.1007/BF01162588 |pages= 203–215 |journal= Mineralogy and Petrology |first= M. A. |last= Wise |bibcode= 1995MinPe..55..203W|s2cid= 140585007
}}</ref> 이들 광물은 루비듐과 함께 다른 알칼리 금속도 함유하고 있다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|70}} 세슘은 [[안티모니]], [[카드뮴]], [[주석 (원소)|주석]], [[텅스텐]]과 같이 일반적으로 알려진 일부 원소보다 풍부하지만, 루비듐보다는 훨씬 덜 풍부하다.<ref name="pubs.usgs">{{웹 인용|url=http://pubs.usgs.gov/of/2004/1432/2004-1432.pdf |publisher=United States Geological Survey |access-date=27 December 2009 |title=Mineral Commodity Profile: Cesium |first1=William C. |last1=Butterman |first2=William E. |last2=Brooks |first3=Robert G. |last3=Reese, Jr. |year=2004 |archive-url=https://web.archive.org/web/20091122210358/http://pubs.usgs.gov/of/2004/1432/2004-1432.pdf |archive-date=22 November 2009 |url-status=dead}}</ref>

[[프랑슘-223]]은 프랑슘의 유일한 천연 동위 원소로,<ref name="atomicweights2007" /><ref name="atomicweights2009" /> [[악티늄-227]]의 [[알파 붕괴]] [[붕괴 생성물|생성물]]로 [[우라늄]] 광물에서 미량으로 발견된다.<ref name="CRC2006">{{서적 인용|year= 2006 |title= CRC Handbook of Chemistry and Physics |volume= 4|page= 12|publisher= CRC|isbn= 978-0-8493-0474-3}}</ref> 주어진 우라늄 표본에서, 10<sup>18</sup> 개의 우라늄 원자 당 하나의 프랑슘 원자가 있을 것으로 추정된다.<ref name="nbb">{{서적 인용|last= Emsley|url=https://books.google.com/books?id=Yhi5X7OwuGkC&pg=PA151 |first= John |title= Nature's Building Blocks |publisher= Oxford University Press |year= 2001 |location= Oxford |pages= 151–153 |isbn= 978-0-19-850341-5}}</ref><ref name="elemental">{{웹 인용|last= Gagnon |first= Steve |title= Francium |publisher= Jefferson Science Associates, LLC |url= http://education.jlab.org/itselemental/ele087.html |access-date= 1 April 2007 |archive-url= https://web.archive.org/web/20070331235139/http://education.jlab.org/itselemental/ele087.html |archive-date= 31 March 2007  |url-status= live}}</ref> 22분의 짧은 [[반감기]] 때문에 지구 표면에는 많아봐야 30 그램의 프랑슘만이 있는 것으로 계산되었다.<ref name="Winter">{{웹 인용|last= Winter|first= Mark |title= Geological information |work= Francium|publisher= The University of Sheffield |url= http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Fr/geol.html |access-date= 26 March 2007}}</ref><ref name="itselemental">{{웹 인용|url= http://education.jlab.org/itselemental/index.html|title= It's Elemental&nbsp;— The Periodic Table of Elements|publisher= Jefferson Lab|access-date= 14 April 2007 |archive-url= https://web.archive.org/web/20070429032414/http://education.jlab.org/itselemental/index.html |archive-date= 29 April 2007  |url-status= live}}</ref>

== 성질 ==
=== 물리적 및 화학적 성질 ===
알칼리 금속의 물리적 및 화학적 성질은 ns<sup>1</sup> 원자가 [[전자 배치]]를 하고 있어 약한 [[금속 결합]]을 가진 것으로 쉽게 설명될 수 있다. 모든 알칼리 금속은 부드럽고 [[밀도]]가 낮은 데다 [[녹는점]]과 [[끓는점]]이 낮으며 [[승화열]], [[기화열]], [[해리 (화학)|해리열]]도 낮다. [[체심 입방 격자]]의 [[결정 구조]]를 가지며, 바깥의 s 전자가 매우 쉽게 들뜨기 때문에 독특한 [[불꽃 반응|불꽃색]]을 가진다. ns<sup>1</sup> 전자 배열 때문에 [[원자 반지름]]과 [[이온 반지름]]이 매우 크며, 높은 [[열전도도]]와 [[전기 전도도]]를 가진다. 화학적 성질은 최외곽 s-궤도에 있는 유일한 원자가 전자를 잃고 +1 산화 상태를 가지는 것이 지배적인데 전자를 잃어 이온화되는 것이 쉽고, 두 번째 이온화 에너지는 매우 높기 때문이다. 대부분의 화학 작용은 처음 다섯 원소에서 대부분 관찰된다. 프랑슘의 화학적 성질은 높은 방사성 때문에 잘 확립되어 있지 않다. 프랑슘에 대해 알려진 것이 거의 없지만, 예상대로 세슘과 가깝게 행동한다는 것을 보여준다. 프랑슘의 물리적 성질은 대량으로 관찰한 적이 없기 때문에 더 피상적이다. 문헌에서 찾을 수 있는 데이터는 거의 대부분 추측성 외삽이다.

{| class="wikitable"
|+ 알칼리 금속의 성질<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|75}}<ref name="generalchemistry">{{서적 인용|last1=Averill |first1=Bruce A. |last2=Eldredge |first2=Patricia |title=Chemistry: Principles, Patterns, and Applications with Student Access Kit for Mastering General Chemistry |chapter-url=http://2012books.lardbucket.org/books/general-chemistry-principles-patterns-and-applications-v1.0/section_25_03.html |access-date=24 June 2013 |year=2007 |publisher=Prentice Hall |edition=1st |isbn=978-0-8053-3799-0 |chapter=21.3: The Alkali Metals}}</ref>
! 이름
! [[리튬]]
! [[나트륨]]
! [[칼륨]]
! [[루비듐]]
! [[세슘]]
! [[프랑슘]]
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|[[원자 번호]]
| 3 || 11 || 19 || 37 || 55 || 87
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|표준 [[원자량]]&nbsp;([[원자 질량 단위|u]]){{refn|[[괄호]] 안에 주어진 숫자는 측정 [[불확정성]]을 나타낸다. 불확정성은 (괄호 가장 오른쪽에서 왼쪽으로 센) 괄호 앞의 [[유효 숫자|최소 유효 숫자]]에 적용된다. 예를 들어, {{val|1.00794|(7)}}은 {{val|1.00794|0.00007}}을 나타내며, {{val|1.00794|(72)}}은 {{val|1.00794|0.00072}}을 나타낸다.<ref>{{웹 인용|url=http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Info/Constants/definitions.html|title=Standard Uncertainty and Relative Standard Uncertainty|work=[[CODATA]] reference|publisher=[[National Institute of Standards and Technology]]|access-date=26 September 2011}}</ref>|group="주"}}<ref name="atomicweights2007">{{저널 인용|last1=Wieser |first1=Michael E. |last2=Berglund |first2=Michael |year=2009 |title=Atomic weights of the elements 2007 (IUPAC Technical Report) |journal=[[Pure and Applied Chemistry|Pure Appl. Chem.]] |volume=81 |issue=11 |pages= 2131–2156 |publisher=[[International Union of Pure and Applied Chemistry|IUPAC]] |doi=10.1351/PAC-REP-09-08-03 |s2cid=98084907 |url=http://iupac.org/publications/pac/pdf/2009/pdf/8111x2131.pdf |access-date=7 February 2012}}</ref><ref name="atomicweights2009">{{저널 인용|last1=Wieser |first1=Michael E. |last2=Coplen |first2=Tyler B. |year=2011 |title=Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report) |journal=[[Pure and Applied Chemistry|Pure Appl. Chem.]] |volume=83 |issue=2 |pages=359–396 |publisher=[[International Union of Pure and Applied Chemistry|IUPAC]] |doi=10.1351/PAC-REP-10-09-14 |s2cid=95898322 |url=http://iupac.org/publications/pac/pdf/2011/pdf/8302x0359.pdf |access-date=11 February 2012}}</ref>
| 6.94(1){{refn|표시된 값은 무역과 상업적으로 쓰이는 표본의 일반적인 값이다. 실제 값은 동위 원소 구성비에 따라 6.938에서 6.997까지 분포한다.<ref name="atomicweights2009" />|group="주"}} || 22.98976928(2) || 39.0983(1) || 85.4678(3) || 132.9054519(2) || [223]{{refn|프랑슘은 안정적 [[핵종]]을 가지고 있지 않으며, 괄호 안의 값은 가장 오래 사는 동위 원소의 [[질량수]]이다.<ref name="atomicweights2007" /><ref name="atomicweights2009" />|group="주"}}
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|[[전자 배치]]
| &#91;[[헬륨|He]]&#93; 2s<sup>1</sup> || &#91;[[네온|Ne]]&#93; 3s<sup>1</sup> || &#91;[[아르곤|Ar]]&#93; 4s<sup>1</sup> || &#91;[[크립톤|Kr]]&#93; 5s<sup>1</sup> || &#91;[[제논 (원소)|Xe]]&#93; 6s<sup>1</sup> || &#91;[[라돈|Rn]]&#93; 7s<sup>1</sup>
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|[[녹는점]] (°C)
| 180.54 || 97.72|| 63.38 || 39.31 || 28.44 ||?
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|[[끓는점]] (°C)
| 1342 || 883 || 759 || 688 || 671 ||?
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|[[밀도]]&nbsp;(g·cm<sup>−3</sup>)
| 0.534 || 0.968 || 0.89 || 1.532 || 1.93 ||?
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|[[융해열]]&nbsp;(kJ·mol<sup>−1</sup>)
| 3.00 || 2.60 || 2.321 || 2.19 || 2.09 ||?
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|[[기화열]]&nbsp;(kJ·mol<sup>−1</sup>)
| 136 || 97.42 || 79.1 || 69 || 66.1 ||?
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|단원자 기체 [[생성열]]&nbsp;(kJ·mol<sup>−1</sup>)
| 162 || 108 || 89.6 || 82.0 || 78.2 ||?
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|25&nbsp;°C에서의 [[전기 저항]]&nbsp;(n[[옴 (단위)|Ω]]·[[센티미터|cm]])
| 94.7 || 48.8 || 73.9 || 131 || 208 ||?
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|[[원자 반지름]]&nbsp;([[피코미터|pm]])
| 152 || 186 || 227 || 248 || 265 ||?
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|M<sup>+</sup> 양이온의 [[이온 반지름]]&nbsp;(pm)
| 76 || 102 || 138 || 152 || 167 ||?
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|첫번째 [[이온화 에너지]]&nbsp;(kJ·mol<sup>−1</sup>)
| 520.2 || 495.8 || 418.8 || 403.0 || 375.7 || 392.8<ref name="andreev">{{저널 인용|last1=Andreev|first1=S.V. |last2=Letokhov|first2=V.S. |last3=Mishin|first3=V.I. |title= Laser resonance photoionization spectroscopy of Rydberg levels in Fr |journal= [[Physical Review Letters|Phys. Rev. Lett.]] |year= 1987 |volume= 59 |pages= 1274–76 |doi= 10.1103/PhysRevLett.59.1274 |pmid=10035190 |bibcode=1987PhRvL..59.1274A |issue= 12}}</ref>
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|[[전자 친화도]]&nbsp;(kJ·mol<sup>−1</sup>)
| 59.62 || 52.87 || 48.38 || 46.89 || 45.51 ||?
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|M<sub>2</sub> [[해리 엔탈피]]&nbsp;(kJ·mol<sup>−1</sup>)
| 106.5 || 73.6 || 57.3 || 45.6 || 44.77 ||?
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|폴링 [[전기 음성도]]
| 0.98 || 0.93 || 0.82 || 0.82 || 0.79 ||?{{refn|[[라이너스 폴링]]은 프랑슘의 전기 음성도를 폴링 척도로 0.7로 추정했는데, 이는 세슘과 같은 값이다.<ref>{{서적 인용|last= Pauling |first= Linus |title= The Nature of the Chemical Bond|url= https://archive.org/details/natureofchemical00paul |url-access= registration |edition= Third |author-link= Linus Pauling |publisher= Cornell University Press |year= 1960 |isbn= 978-0-8014-0333-0 |page= [https://archive.org/details/natureofchemical00paul/page/93 93]}}</ref>세슘의 측정치는 0.79로 개선되었으나 프랑슘의 값을 개선할 만한 실험 데이터는 없다.<ref>{{저널 인용|last=Allred|first=A. L. |year= 1961 |journal= J. Inorg. Nucl. Chem.|volume= 17 |issue= 3–4 |pages= 215–221 |title= Electronegativity values from thermochemical data |doi= 10.1016/0022-1902(61)80142-5}}</ref> 프랑슘의 이온화 에너지는 [[상대론적 양자화학|상대론적 효과]]에서 예측된 것처럼 375.7041(2)&nbsp;kJ/mol인 세슘에 비해 약간 더 높은  392.811(4)&nbsp;kJ/mol로,<ref name="andreev" /> 이 결과는 둘 중에서 전기 음성도가 낮다는 걸 의미한다.|name=Fr-electronegativity|group="주"}}
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|앨런 [[전기 음성도]]
|0.91
|0.87
|0.73
|0.71
|0.66
|0.67
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|[[표준 전극 전위]] (''E''°(M<sup>+</sup>→M<sup>0</sup>); [[볼트 (단위)|V]])<ref name=van92>Vanýsek, Petr (2011). [http://www.hbcpnetbase.com/articles/05_22_92.pdf “Electrochemical Series”], in [http://www.hbcpnetbase.com/ ''Handbook of Chemistry and Physics: 92nd Edition''] {{웨이백|url=http://www.hbcpnetbase.com/ |date=20170724011402 }} (Chemical Rubber Company).</ref>
| −3.04 || −2.71 || −2.93 || −2.98 || −3.03 ||?
|-
| style="background:lightgrey; text-align:left;"|[[불꽃 반응|불꽃색]]<br />주 방출/흡수 파장&nbsp;([[나노미터|nm]])
| 진홍색<br />670.8 || 노란색<br />589.2 || 보라색<br />766.5 || 자주색<br />780.0 || 파랑색<br />455.5 ||?
|}

알칼리 금속은 다른 [[족 (주기율표)|족]] 원소끼리에 비해 서로 더 비슷하다.<ref name=rsc /> 실제로 유사성이 너무 커서 이온 반지름이 비슷한 칼륨, 루비듐, 세슘을 분리하기가 상당히 어렵다. 리튬과 나트륨은 조금 더 차이가 난다. 예를 들어, 표 아래로 이동할 때, 알려진 모든 알칼리 금속은 [[원자 반지름]]이 증가하고,<ref name=chemguide /> [[전기 음성도]]가 감소하고,<ref name=chemguide>{{웹 인용|url=http://www.chemguide.co.uk/inorganic/group1/properties.html |title=Atomic and Physical Properties of the Group 1 Elements |last=Clark|first=Jim |year=2005 |work=chemguide |access-date=30 January 2012}}</ref> [[반응성]]이 증가하며,<ref name=rsc /> [[녹는점]]과 [[끓는점]]이 낮아지고,<ref name=chemguide /> [[융해열]]과 [[기화열]]도 감소한다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|75}} 칼륨이 나트륨보다 [[밀도]]가 낮다는 점을 제외하면 일반적으로 표 아래로 이동하면 밀도가 높아진다.<ref name=chemguide /> 매끄러운 경향성을 보이지 않는 알칼리 금속의 아주 적은 특성 중 하나는 [[환원 전위]]이다: 리튬의 값은 변칙적이고 다른 것들보다 더 음성을 띤다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|75}} 이는 Li<sup>+</sup> 이온이 기체 단계에서 매우 높은 [[수화 에너지]]를 가지고 있기 때문이다. 리튬 이온이 물의 구조를 현저하게 교란하여 엔트로피에 더 큰 변화를 일으키지만, 이 높은 수화 에너지는 기체 상태에서 이온화하는 어려움에도 불구하고 환원 전위는 가장 전기 양성인 알칼리 금속임을 나타내기에 충분하다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|75}}

안정된 알칼리 금속은 세슘을 제외하면 모두 은색 금속이다.<ref name="theodoregray-caesium">{{웹 인용|url=http://www.theodoregray.com/periodictable/Elements/055/index.s7.html |title=Facts, pictures, stories about the element Cesium in the Periodic Table |last=Gray|first=Theodore|author-link=Theodore Gray|work=The Wooden Periodic Table Table |access-date=13 January 2012}}</ref> 세슘은 옅은 황금색 색조를 가지며, 색이 뚜렷한 세 금속 중 하나이다(다른 두 금속은 구리와 금이다).<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|74}} 또한 무거운 [[알칼리 토금속]]인 [[칼슘]], [[스트론튬]], [[바륨]]은 물론이고 [[란타넘족]]의 [[유로퓸]]과 [[이터븀]]도 옅은 노란색을 띠지만 세슘에 비해 색이 덜 두드러진다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|74}} 알칼리 금속의 광채는 산화로 인해 공기 중에서 빠르게 변색된다.<ref name=rsc /> 알칼리 금속은 [[체심 입방 격자]] [[결정 구조]]로 [[결정화]]되며,<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|73}} 바깥 s 전자가 쉽게 들뜨기 때문에, 독특한 [[불꽃 반응|불꽃색]]을 가지고 있다. 이 불꽃색은 일반적으로 이온을 가진 모든 염이 용해되기 때문에 이들을 식별하는 가장 일반적인 방법이다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|75}}

[[파일:Potassium water 20.theora.ogv|섬네일|right|칼륨은 상온에서 물과 격렬하게 반응한다.]]
[[파일:Cesium water.theora.ogv|섬네일|right|세슘은 낮은 온도에서도 물과 폭발적으로 반응한다.]]

모든 알칼리 금속은 반응성이 매우 높으며, 자연에서 원소 형태로는 결코 발견되지 않는다.<ref name="krebs" /> 이 때문에 보통 [[광물유]]나 [[등유]]에 저장된다.<ref name="OU">{{웹 인용|url=http://www.open.edu/openlearn/science-maths-technology/science/chemistry/alkali-metals |title=Alkali metals |author=The OpenLearn team |year=2012 |work=OpenLearn |publisher=The Open University |access-date=9 July 2012}}</ref> [[할로젠]]과 공격적으로 반응하여 [[알칼리 금속 할로젠화물]]을 형성하는데, 흰색의 [[이온 결정]] 화합물로 [[플루오린화 리튬]](LiF)을 제외하고는 모두 물에 녹는다.<ref name=rsc /> 알칼리 금속은 또한 물과 반응하여 강한 [[알칼리]] [[수산화물]]을 형성하므로 매우 주의하여 다루어야 한다. 무거운 알칼리 금속은 가벼운 금속보다 더 강력하게 반응한다. 예를 들어, 동일한 몰 수의 금속이 물에 빠졌을 때 세슘은 칼륨보다 더 큰 폭발을 일으킨다.<ref name=rsc /><ref name="alkalibangs">{{웹 인용|last=Gray|first=Theodore|title=Alkali Metal Bangs|url=http://www.theodoregray.com/periodictable/AlkaliBangs/index.html|publisher=[[Theodore Gray]]|access-date=13 May 2012}}</ref><ref name="pubs.usgs" /> 알칼리 금속은 [[유효 핵전하]]가 낮고,<ref name=rsc /> 전자 하나를 잃어 [[비활성 기체]]의 전자 배열에 도달할 수 있으므로,<ref name=rsc /> [[주기율표]]의 같은 [[주기 (주기율표)|주기]] 원소 중에서 첫 번째 [[이온화 에너지]]가 가장 낮다.<ref name="RubberBible84th">{{서적 인용|editor= Lide, D. R. |title= CRC Handbook of Chemistry and Physics |edition= 84th |location= Boca Raton, FL |publisher= CRC Press |year= 2003}}</ref> 알칼리 금속은 물 이외에도 [[알코올]], [[페놀]], 기체 [[암모니아]], [[알카인]] 등의 양성자 주개와도 반응한다. 환원제로서의 큰 힘은 다른 산화물이나 할로젠화물에서 금속을 해방시키는데 매우 유용하게 쓰인다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|76}}

모든 알칼리 금속의 두 번째 이온화 에너지는 핵에 더 가까운 완전한 껍질 안에 있기 때문에 매우 높다.<ref name=rsc /><ref name="RubberBible84th" /> 따라서 알칼리 금속은 거의 항상 하나의 전자를 잃어 양이온을 형성한다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|28}} 예외적인 경우로 [[알칼리화물]]이 있는데, -1 산화 상태의 알칼리 금속을 함유하고 있는 불안정한 화합물로, 이례적인 알칼리화물의 발견 이전에는 알칼리 금속은 [[음이온]]을 형성할 수 없다고 예상되었고 [[양이온]]으로만 염을 만들 수 있다고 생각되었다. 알칼리 음이온은 s-전자 껍질을 채웠기 때문에, 존재하기에 충분한 안정성을 제공한다. 리튬을 제외한 모든 안정한 알칼리 금속은 알칼리화물을 형성할 수 있는 것으로 알려져 있으며,<ref>{{저널 인용|journal= [[J. Am. Chem. Soc.]] |title= Crystalline salt of the sodium anion (Na<sup>−</sup>) |year= 1974 |volume= 96 |issue= 2 |pages= 608–609 |doi= 10.1021/ja00809a060|last1= Dye |first1= James L. |last2= Ceraso |first2= Joseph M. |last3= Lok |first3= Mei |last4= Barnett |first4= B. L. |last5= Tehan |first5= Frederick J. }}</ref><ref>{{저널 인용|title= Alkali anions. Preparation and crystal structure of a compound which contains the cryptated sodium cation and the sodium anion |journal= [[J. Am. Chem. Soc.]] |year= 1974 |volume= 96 |issue= 23 |pages= 7203–7208 |doi= 10.1021/ja00830a005|last1= Tehan |first1= Frederick J. |last2= Barnett |first2= B. L. |last3= Dye |first3= James L. }}</ref><ref>{{저널 인용|journal= [[Angew. Chem. Int. Ed. Engl.]] |year= 1979 |last=Dye|first=J. L. |title= Compounds of Alkali Metal Anions |volume= 18 |issue= 8 |pages= 587–598 |doi= 10.1002/anie.197905871}}</ref> 알칼리화물은 특이한 [[화학량론]]과 낮은 [[이온화 에너지|이온화 퍼텐셜]] 때문에 이론적 관심이 많다. 알칼리화물은 화학적으로 [[전자화물]]과 유사하며, 전자화물은 갇힌 [[전자]]가 음이온 역할을 하는 염이다.<ref name="Redko">{{저널 인용|year= 2003 |title= Barium azacryptand sodide, the first alkalide with an alkaline Earth cation, also contains a novel dimer, (Na<sub>2</sub>)<sup>2−</sup> |journal= [[Journal of the American Chemical Society|J. Am. Chem. Soc.]] |volume= 125 |issue= 8 |pages= 2259–2263 |doi= 10.1021/ja027241m |pmid= 12590555|url=https://www.researchgate.net/publication/10896204 |last1= Redko |first1= M. Y. |last2= Huang |first2= R. H. |last3= Jackson |first3= J. E. |last4= Harrison |first4= J. F. |last5= Dye |first5= J. L. }}</ref> 알칼리화물의 특히 두드러진 예는 "역[[수소화 나트륨]]", H<sup>+</sup>Na<sup>−</sup>(두 이온 모두 [[배위 화합물|착이온]]이다)이며,<ref name="HNa">{{저널 인용|year= 2002 |title="Inverse sodium hydride": a crystalline salt that contains H<sup>+</sup> and Na<sup>−</sup> |journal= [[Journal of the American Chemical Society|J. Am. Chem. Soc.]] |volume= 124 |issue= 21 |pages= 5928–5929 |doi= 10.1021/ja025655+|pmid=12022811 |last1=Redko |first1=M. Y. |last2=Vlassa |first2=M. |last3=Jackson |first3=J. E. |last4=Misiolek |first4=A. W. |last5=Huang |first5=R. H. |last6=Dye |first6=J. L. }}</ref> 일반적인 [[수소화 나트륨]]인 Na<sup>+</sup>H<sup>−</sup>과는 반대로, 수소에서 나트륨으로 두 전자의 이동 때문에 높은 에너지로 인해서 여러 유도체는 [[준안정]] 또는 [[안정적]]이나 분리되면 불안정하다.<ref name="HNa" /><ref name="HNa-theory">{{저널 인용|url=http://simons.hec.utah.edu/papers/266.pdf|title=Inverse Sodium Hydride: A Theoretical Study|journal=J. Am. Chem. Soc.|year=2003|volume=125|pages=3954–3958|doi=10.1021/ja021136v|pmid=12656631|issue=13|last1=Sawicka|first1=A.|last2=Skurski|first2=P.|last3=Simons|first3=J.}}</ref>

수용액에서 알칼리 금속 이온은 화학식 [M(H<sub>2</sub>O)<sub>''n''</sub>]<sup>+</sup>의 [[아쿠아 이온]]을 형성하며, 여기서 n은 용매화 수이다. 이온의 [[배위수]]와 모양은 [[이온 반지름]]에서 예측된 결과와 잘 일치한다. 수용액에서 금속 이온에 직접 부착된 물 분자는 일차 [[배위권]]에 속한다. 물 분자와 금속 이온 사이의 결합은 산소 원자가 두 전자를 모두 제공하는 [[공유 결합]]이다. 배위 결합된 물 분자는 [[수소 결합]]을 통해 다른 물 분자에 부착될 수 있다. 이 경우 이차 배위권에 있다고 한다. 그러나 알칼리 금속 양이온의 경우, 양이온의 +1 전하가 이차 배위권과 강한 수소 결합을 형성할 수 있을 만큼 일차 배위권의 물 분자를 [[편극률|편극]]시킬 만큼 충분히 높지 않아 2차 배위권이 잘 형성되지 않아, 보다 안정적인 실체를 생성한다.<ref>{{서적 인용|last=Burgess |first=John |title=Metal Ions in Solution |year=1978 |publisher=Ellis Horwood |location=Chichester |page=20 |isbn=978-0-85312-027-8}}</ref><ref name=Richens />{{rp|25}} Li<sup>+</sup>에 대한 용매화 수는 실험적으로 4로 결정되어, [[사면체]] 모양의 [Li(H<sub>2</sub>O)<sub>4</sub>]<sup>+</sup>를 형성한다. 리튬 아쿠아 이온에 대해 3에서 6의 용매화 수가 발견되며, 4 미만의 용매화 수는 접촉 이온쌍의 형성 결과일 수 있으며, 높은 용매화 수는[Li(H<sub>2</sub>O)<sub>4</sub>]<sup>+</sup>의 면에 접근하는 물 분자로 해석될 수 있지만, 분자 역학 시뮬레이션 결과는 [[팔면체]] 헥사아쿠아 이온의 존재를 가리킨다. 나트륨 이온의 일차 배위권에는 아마도 6개의 물 분자가 있어, 팔면체 [Na(H<sub>2</sub>O)<sub>6</sub>]<sup>+</sup> 이온을 형성할 것이다.<ref name=generalchemistry /><ref name=Richens>{{서적 인용|last=Richens |first=David. T. |title=The Chemistry of Aqua Ions |year=1997 |publisher=Wiley |isbn=978-0-471-97058-3}}</ref>{{rp|126–127}} 더 무거운 알칼리 금속의 경우 팔면체 모양의 헥사아쿠아 이온을 형성한다고 생각했으나, 그 이후로 칼륨과 루비듐은 [[엇사각기둥]] 모양의 [K(H<sub>2</sub>O)<sub>8</sub>]<sup>+</sup>와 [Rb(H<sub>2</sub>O)<sub>8</sub>]<sup>+</sup> 이온을 형성하며, 세슘은 12극의 [Cs(H<sub>2</sub>O)<sub>12</sub>]<sup>+</sup> 이온을 형성하는 것이 밝혀졌다.<ref>{{저널 인용|last=Persson |first=Ingmar |date=2010 |title=Hydrated metal ions in aqueous solution: How regular are their structures? |url=http://pac.iupac.org/publications/pac/pdf/2010/pdf/8210x1901.pdf |journal=Pure Appl. Chem. |volume=82 |issue=10 |pages=1901–1917 |doi=10.1351/PAC-CON-09-10-22 |s2cid=98411500 |access-date=23 August 2014}}</ref>

==== 리튬 ====
리튬의 화학은 작은 Li<sup>+</sup> 양이온이 음이온에 [[극성 (화학)|극성]]을 주고, 화합물에 더 많은 [[공유 결합|공유 결합성]]을 주기 때문에 나머지 알칼리 금속의 화학과는 몇 가지 차이점을 보여준다.<ref name=rsc /> 리튬과 [[마그네슘]]은 비슷한 원자 반지름으로 인해 [[대각 관계]]를 가지기 때문에<ref name=rsc /> 어느 정도 비슷한 성질을 보인다. 예를 들어 리튬은 안정된 [[질화물]]을 형성하는데, 이는 (마그네슘이 속한) 모든 [[알칼리 토금속]]에서는 일반적인 성질이지만 알칼리 금속 중에서는 독특하다.<ref name="alkalireact">{{웹 인용|url=http://www.chemguide.co.uk/inorganic/group1/reacto2.html#top |title=Reaction of the Group 1 Elements with Oxygen and Chlorine |last=Clark|first=Jim |year=2005 |work=chemguide |access-date=27 June 2012}}</ref> 또한 각각의 족 중에서 리튬과 마그네슘만이 충분한 공유 결합성을 가진 [[유기 금속 화합물]](예: Li[[메틸기|Me]], MgMe<sub>2</sub>)을 형성한다.<ref name="Shriver&Atkins">{{서적 인용|title=Inorganic Chemistry |first1=Duward |last1=Shriver |first2=Peter |last2=Atkins |publisher=W. H. Freeman |year=2006 |isbn=978-0-7167-4878-6 |page=259 |access-date=10 November 2012 |url=https://www.google.com/books?id=NwOTQAAACAAJ}}</ref>

[[플루오린화 리튬]]은 물에 잘 녹지 않는 유일한 알칼리 금속 할로젠화물이며,<ref name=rsc /> [[수산화 리튬]]은 [[흡습성]]이 없는 유일한 알칼리 금속 수산화물이다.<ref name=rsc /> 반대로 극성을 띠기 어려운 큰 음이온을 갖는 [[과염소산 리튬]]이나 다른 리튬염은 다른 알칼리 금속의 유사 화합물보다 훨씬 안정적인데, Li<sup>+</sup>가 용매화 에너지가 높기 때문일 것이다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|76}} 이 효과는 대부분의 단순한 리튬염이 일반적으로 수화물 형태로 발견된다는 뜻인데, 무수 형태가 극도로 [[흡습성]]이 높기 때문이다. 이것은 [[염화 리튬]]이나 [[브로민화 리튬]]을 [[제습기]]나 [[에어컨]]에 사용할 수 있게 해준다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|76}}

==== 프랑슘 ====
프랑슘은 또한 높은 [[원자량]]으로 인해 약간의 차이를 보일 것으로 예측되며 전자가 빛의 속도에 상당히 근접한 비율로 이동하게 되어 [[상대론적 양자화학|상대론적 효과]]가 더욱 두드러진다. 알칼리 금속의 [[전기 음성도]]와 [[이온화 에너지]]가 감소하는 추세와는 대조적으로 프랑슘의 전자 음성도와 이온화 에너지는 7s 전자의 상대론적 안정화로 인해 세슘보다 높을 것으로 예측되며, 또한 원자 반지름은 비정상적으로 낮을 것으로 예상된다. 따라서 기대와는 달리 세슘은 프랑슘이 아닌 알칼리 금속 중 가장 반응성이 높다.<ref name="andreev" /><ref name="Uue">{{서적 인용|title= The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements |editor1-last= Morss|editor2-first= Norman M. |editor2-last= Edelstein |editor3-last= Fuger|editor3-first= Jean |last1= Hoffman|first1= Darleane C. |last2=Lee|first2=Diana M. |last3=Pershina|first3=Valeria |chapter= Transactinides and the future elements |publisher= Springer |year= 2006 |isbn= 978-1-4020-3555-5 |location= Dordrecht, The Netherlands |edition= 3rd }}</ref>{{rp|1729}}<ref name="Thayer">{{저널 인용|last1=Thayer |first1=John S. |title=Relativistic Effects and the Chemistry of the Heavier Main Group Elements |year=2010 |pages=81, 84 |doi=10.1007/978-1-4020-9975-5_2 |journal=Relativistic Methods for Chemists|volume=10 |isbn=978-1-4020-9974-8 |series=Challenges and Advances in Computational Chemistry and Physics }}</ref> 프랑슘의 모든 알려진 물리적 성질은 첫 번째 이온화 에너지, [[전자 친화도]], 음이온 극성 등은 리튬에서 세슘으로의 추세를 벗어나지만 프랑슘에 대한 알려진 데이터의 부족으로 인해 많은 출처가 상대론적 효과로 인해 리튬에서 세슘으로의 추세를 쓰기 어렵다는 점을 무시한 채 외삽된 값을 제시하고 있다.<ref name=Thayer /> 상대성을 고려해 예측된 프랑슘의 몇 안되는 특성에는 전자 친화도 (47.2 kJ/mol)<ref name=Landaualkalis>{{저널 인용|last1= Landau |first1= A. |last2= Eliav |first2= E. |last3= Ishikawa |first3= Y. |last4= Kaldor |first4= U. |year= 2001 |title= Benchmark calculations of electron affinities of the alkali atoms sodium to eka-francium (element 119) |url= https://www.academia.edu/20466410|journal= J. Chem. Phys. |volume= 115 |issue= 6 |page= 2389 |doi= 10.1063/1.1386413|bibcode= 2001JChPh.115.2389L }}</ref>와 Fr<sub>2</sub> 분자의 해리 엔탈피 (42.1 kJ/mol)가 있다.<ref name=Liddle>{{서적 인용|last1=Jones |first1=Cameron |last2=Mountford |first2=Philip |last3=Stasch |first3=Andreas |last4=Blake |first4=Matthew P. |editor-last=Liddle |editor-first=Stephen T. |title=Molecular Metal-Metal Bonds: Compounds, Synthesis, Properties |publisher=John Wiley and Sons |date=22 June 2015 |pages=23–24 |chapter=s-block Metal-Metal Bonds |isbn=978-3-527-33541-1}}</ref> CsFr 분자는 Cs<sup>+</sup>Fr<sup>−</sup>로 분극되며, 프랑슘의 7s 부껍질이 세슘의 6s 부껍질보다 상대론적 효과에 훨씬 더 강하게 영향을 받는다는 것을 보여준다.<ref name=Thayer /> 과산화 프랑슘(FrO<sub>2</sub>)은 6p 전자로부터의 결합 기여 때문에 다른 알칼리 금속 과산화물과는 달리 상당한 공유 결합성을 가질 것으로 예상된다.<ref name=Thayer />

=== 원자핵 ===
<div style="float: right; margin: 5px;">
{| class="wikitable" style="text-align:center;"
|+알칼리 금속의 태초 동위 원소
|-
! Z<br />
! 알칼리 금속<br />
! <small>[[안정 동위 원소|안정]]</small><br />
! <small>''붕괴''</small><br />
! class="unsortable" colspan="3"|<small>''불안정: 기울임꼴''<div style="background:pink">홀수-홀수 핵종은 분홍색</div></small>
|-
|  3 ||[[리튬]]      || [[리튬 동위 원소|2]]    || — || {{SimpleNuclide2|lithium|7}}|| style="background:pink;"|{{SimpleNuclide2|lithium|6}}||&nbsp;
|-
| 11 ||[[나트륨]]       || [[나트륨 동위 원소|1]]     || — ||{{SimpleNuclide2|sodium|23}}||&nbsp;||&nbsp;
|-
| 19 ||[[칼륨]]    || [[칼륨 동위 원소|2]]  || 1 ||{{SimpleNuclide2|potassium|39}}||{{SimpleNuclide2|potassium|41}}|| style="background:pink;"|''{{SimpleNuclide2|potassium|40}}''
|-
| 37 ||[[루비듐]]     || [[루비듐 동위 원소|1]]   || 1 ||{{SimpleNuclide2|rubidium|85}}|||''{{SimpleNuclide2|rubidium|87}}''||&nbsp;
|-
| 55 ||[[세슘]]      || [[세슘 동위 원소|1]]    || — ||{{SimpleNuclide2|caesium|133}}||&nbsp;||&nbsp;
|-
| 87 ||[[프랑슘]]     || [[프랑슘 동위 원소|—]]   || — ||colspan="3"|''원시 동위 원소 없음''<br />(''{{SimpleNuclide2|francium|223}}''은 붕괴로 만들어지는 핵종이다.)
|-
| colspan="7"|<small>방사성: {{nowrap|<sup>40</sup>K, [[반감기|t<sub>1/2</sub>]] 1.25 × 10<sup>9</sup> 년;}} {{nowrap|<sup>87</sup>Rb, t<sub>1/2</sub> 4.9 × 10<sup>10</sup> 년;}} {{nowrap|<sup>223</sup>Fr, t<sub>1/2</sub> 22.0 분}}</small>
|}</div>

모든 알칼리 금속의 원자 번호는 홀수이다. 따라서 알칼리 금속의 동위 원소의 핵은 홀수-홀수(양성자수와 [[중성자수]] 모두 홀수) 또는 홀수-짝수(양성자수는 홀수, 중성자수는 짝수)이다. 홀수-홀수 핵은 [[질량수]]가 짝수이고, 홀수-짝수 핵은 질량수가 홀수이다. 홀수-홀수 원시 핵종은 드물다. 왜냐하면 대부분의 홀수-홀수 핵은 [[베타 붕괴]]와 관련하여 매우 불안정한데, 붕괴 생성물이 짝수-짝수 핵이고, 핵 짝짓기 효과로 인해 더 강하게 결합되기 때문이다.<ref name="Lide02">{{서적 인용 |author=Various authors |editor-last=Lide |editor-first=David R. |year=2002 |title=Handbook of Chemistry & Physics |edition=88th |publisher=CRC |url=http://www.hbcpnetbase.com/ |access-date=2008-05-23 |isbn=978-0-8493-0486-6 |oclc=179976746 |archive-date=2017-07-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170724011402/http://www.hbcpnetbase.com/ |url-status=dead }}</ref>

홀수-홀수 핵의 희귀성 때문에 알칼리 금속의 거의 모든 원시 동위 원소는 홀수-짝수(경량의 안정 동위 원소인 [[리튬-6]]과 장수명 방사성 동위 원소인 [[칼륨-40]]만이 예외이다)이다. 홀수 질량수인 경우, 짝수-홀수 핵과 홀수-짝수 핵 사이의 결합 에너지 차이가 없기 때문에 하나의 베타 안정성 핵종만 있을 수 있다. 동일한 질량수([[동중 원소]])의 다른 핵종은 최소 질량의 핵종을 향해 자유롭게 베타 붕괴가 일어난다. 두 종륭의 핵자 중 어느 쪽이라도 홀수인 경우에 불안정하다는 효과 때문에 알칼리 금속과 같은 홀수 원자 번호의 원소는 짝수 원자 번호의 원소보다 적은 수의 안정 동위 원소를 갖는 경향이 있다. 안정 동위 원소가 하나인 26개의 원소 중 하나를 제외하고는 모두 홀수 원자 번호를 갖고 있으며, 하나를 제외하고는 모두 짝수 개의 중성자를 가지고 있다. 두 규칙의 유일한 예외는 [[베릴륨]]으로, 원자 번호가 낮기 때문이다.<ref name="Lide02" />

리튬과 세슘을 제외한 모든 알칼리 금속은 적어도 하나의 천연 방사성 동위 원소를 가지고 있다. [[나트륨-22]]와 [[나트륨-24]]는 [[우주선 (물리)|우주선]]에 의해 생겨나는 미량 방사성 동위 원소이며,<ref>{{웹 인용|url=http://www.nucleonica.net/unc.aspx |title=Universal Nuclide Chart |date=2007–2012 |work=Nucleonica |publisher=Institute for Transuranium Elements |access-date=2011-04-17}}</ref> [[칼륨-40]]과 [[루비듐-87]]은 매우 긴 [[반감기]]를 가지고 있어 자연적으로 발견된다.<ref name="nuclideschart" /> [[프랑슘 동위 원소|프랑슘의 모든 동위 원소]]는 방사성이다.<ref name="nuclideschart" /> 세슘은 20세기 초까지는 방사성 물질로 생각되었으나,<ref name="Patt1926">{{저널 인용|doi= 10.1021/cr60009a003 |title= The Radioactivity of the Alkali Metals |year= 1926 |last1= Patton |first1= I. Jocelyn |last2= Waldbauer |first2= L. J. |journal= Chemical Reviews |volume= 3 |pages= 81–93}}</ref><ref name="Kenn1908">{{저널 인용|doi= 10.1080/14786440908636519 |title= On the radioactivity of potassium and other alkali metals |year= 1908 |last1= McLennan |first1= J. C. |last2= Kennedy |first2= W. T. |journal= Philosophical Magazine |series= 6 |volume= 16 |issue= 93 |pages= 377–395|url= https://zenodo.org/record/1430860 }}</ref> 자연적으로 발견되는 방사성 동위 원소는 없다.<ref name="nuclideschart">{{웹 인용|url=http://www.nndc.bnl.gov/chart/|title=Interactive Chart of Nuclides|publisher=Brookhaven National Laboratory|last=Sonzogni|first=Alejandro|location=National Nuclear Data Center|access-date=4 October 2012|archive-date=2018-10-10|archive-url=https://web.archive.org/web/20181010070007/http://www.nndc.bnl.gov/chart/|url-status=dead}}</ref> 칼륨의 천연 방사성 동위 원소인 [[칼륨-40]]은 천연 칼륨의 약 0.012%를 차지하며,<ref>{{웹 인용 |url=http://www.ead.anl.gov/pub/doc/potassium.pdf |title=Potassium-40 |date=August 2005 |work=Human Health Fact Sheet |publisher=[[Argonne National Laboratory]], Environmental Science Division |access-date=7 February 2012 |archive-date=2012-03-07 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120307143326/http://www.ead.anl.gov/pub/doc/potassium.pdf |url-status= }}</ref> 따라서 천연 칼륨은 약한 방사성을 띤다. 이러한 자연 방사성은 1925년 87번 원소(세슘 이후의 다음 알칼리 금속) 발견에 대한 잘못된 주장을 뒷받침하는 근거가 되었다.<ref name="fontani" /><ref name="vanderkrogt-Fr">{{웹 인용|last= Van der Krogt |first= Peter |title= Francium |work= Elementymology & Elements Multidict |date= 10 January 2006 |url= http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=Fr |access-date= 8 April 2007}}</ref> 천연 루비듐은 마찬가지로 약한 방사성이 있으며, 27.83%는 장수명 방사성 동위 원소 [[루비듐-87]]이다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|74}}

30.17년의 반감기를 가진 [[세슘-137]]은 [[스트론튬-90]]과 함께 사용 후 최대 수백 년까지 [[사용후 핵연료]]의 방사능 대부분을 담당하는 두 가지 주요 중생 핵분열 생성물이다. [[체르노빌 사고]]에서 아직 남아 있는 방사능의 대부분을 차지한다. 세슘-137은 고에너지 베타 붕괴를 겪으며 결국 안정적인 [[바륨-137]]이 된다. 감마선의 강한 방출체이다. 세슘-137은 중성자 포획률이 매우 낮으며, 가능성은 낮지만, 결국 붕괴하게 된다.<ref name="Cs-137">{{웹 인용|title=Radionuclide Half-Life Measurements|url=https://www.nist.gov/pml/data/halflife-html.cfm|author=National Institute of Standards and Technology|access-date=2011-11-07|archive-date=2016-08-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20160812133216/http://nist.gov/pml/data/halflife-html.cfm|url-status=dead}}</ref> 세슘-137은 [[삼중수소]]와 유사하게 수문학 연구에서 추적자로 사용되어 왔다.<ref>[https://web.archive.org/web/20160329120038/http://www.bt.cdc.gov/radiation/isotopes/cesium.asp Radioisotope Brief: Cesium-137 (Cs-137)]. U.S. National Center for Environmental Health</ref> 거의 모든 [[핵실험]]과 일부 [[원자력 사고]], 특히 [[고이아니아 방사능 유출사고|고이아니아 사고]]와 [[체르노빌 사고]]를 통해 소량의 [[세슘-134]]와 세슘-137이 환경으로 방출되었다. 2005년 현재 세슘-137은 [[체르노빌 원자력 발전소]] 주변의 [[체르노빌 출입 금지 구역|출입 금지 구역]]의 주요 방사선원이다.<ref name="IAEA">{{서적 인용|title=The Radiological Accident in Goiânia |publisher=[[IAEA]] |year=1988 |url=http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PubDetAR.asp?pubId=3684}}</ref> 알칼리 금속이 가진 화학적 성질인 염의 높은 수용성으로 인해 자연에서 쉽게 움직이고 퍼져나가며 필수 무기질인 나트륨과 칼륨으로 착각하여 몸에 흡수되기 때문에 수명이 짧은 핵분열 생성물 중 가장 문제가 되는 물질이다.<ref name="RPD">{{서적 인용|title=Radionuclide and Radiation Protection Data Handbook 2002 |isbn=978-1-870965-87-3 |year=2002 |first1=D. |last1=Delacroix |first2=J. P. |last2=Guerre |first3=P. |last3=Leblanc |first4=C. |last4=Hickman |publisher=Nuclear Technology Publishing |edition=2nd}}</ref>{{rp|114}}

== 주기성 ==
알칼리 금속은 다른 [[족 (주기율표)|족]] 원소끼리에 비해 서로 더 비슷하다.<ref name=rsc /> 실제로 유사성이 너무 커서 이온 반지름이 비슷한 칼륨, 루비듐, 세슘을 분리하기가 상당히 어렵다. 리튬과 나트륨은 조금 더 차이가 난다. 예를 들어, 표 아래로 이동할 때, 알려진 모든 알칼리 금속은 [[원자 반지름]]이 증가하고,<ref name=chemguide /> [[전기 음성도]]가 감소하고,<ref name=chemguide/> [[반응성]]이 증가하며,<ref name=rsc /> [[녹는점]]과 [[끓는점]]이 낮아지고,<ref name=chemguide /> [[융해열]]과 [[기화열]]도 감소한다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|75}} 칼륨이 나트륨보다 [[밀도]]가 낮다는 점을 제외하면, 일반적으로 표 아래로 이동하면 밀도가 증가한다.<ref name=chemguide />

=== 원자 및 이온 반지름 ===
{{본문|원자 반지름}}
[[파일:Effective Nuclear Charge.svg|섬네일|250px|원자 내 전자의 [[유효 핵전하]]]]
알칼리 금속의 원자 반지름은 아래로 내려갈수록 증가한다.<ref name=chemguide /> [[차폐 효과]] 때문에 원자가 하나보다 많은 [[전자 껍질]]을 가질 때 각 전자는 핵으로부터의 전기적 인력 뿐만 아니라 다른 전자로부터의 전기적 반발이 생긴다.<ref name=shielding>{{서적 인용|first1=Theodore |last1=L. Brown |first2=H. Eugene |last2=LeMay, Jr. |first3=Bruce E. |last3=Bursten |first4=Julia R. |last4=Burdge |year=2003 |title=Chemistry: The Central Science |edition=8th |publisher=Pearson Education |location=US |isbn=978-0-13-061142-0 }}</ref> 알칼리 금속에서 최외곽 전자는 내부 전자에 의해 일부 핵 전하가 취소되기 때문에 +1의 순 전하만을 느낀다. 알칼리 금속의 내부 전자의 수는 항상 핵 전하보다 하나 적다. 따라서 알칼리 금속의 원자 반지름에 영향을 미치는 유일한 요인은 전자 껍질의 수이다. 이 숫자가 아래로 내려갈수록 증가하기 때문에 원자 반지름도 아래로 갈수록 증가하게 된다.<ref name=chemguide />

알칼리 금속의 [[이온 반지름]]은 원자 반지름보다 훨씬 작다. 이는 알칼리 금속의 가장 바깥쪽 전자가 내부 전자와 다른 전자 껍질에 있기 때문에, 제거되면 원자는 전자 껍질이 하나 더 적어지고, 크기도 작아진다. 또한 유효 핵 전하가 증가하여 전자가 핵쪽으로 더 강하게 끌려, 이온 반지름이 감소한다.<ref name=rsc />

=== 첫 번째 이온화 에너지 ===
{{본문|이온화 에너지}}
[[파일:First Ionization Energy blocks.svg|섬네일|right|512px|이온화 에너지의 주기적 추세: 같은 주기 내에서 알칼리 금속의 최솟값에서 시작해 [[비활성 기체]]의 최댓값으로 끝난다. 104번 원소 이후는 예측값이 사용되었다.]]
[[원소 (화학)|원소]] 또는 [[분자]]의 첫 번째 [[이온화 에너지]]는 원소 또는 분자의 기체 원자 한 [[몰 (단위)|몰]]에서 가장 느슨하게 유지되는 [[전자]]를 이동시켜 [[전하]] +1의 기체 이온 한 몰을 형성하는 데 필요한 에너지이다. 첫 번째 이온화 에너지에 영향을 미치는 요인은 [[유효 핵전하|핵전하]], 내부 전자에 의한 [[차폐 효과]], 그리고 핵으로부터 가장 느슨하게 유지되는 전자([[전형 원소]]의 경우엔 항상 가장 바깥 전자이다)와의 거리이다. 처음 두 가지 요인은 가장 느슨하게 유지되는 전자의 유효 핵전하를 변화시킨다. 알칼리 금속의 가장 바깥 전자는 항상 같은 유효 핵전하(+1)를 느끼기 때문에, 첫 번째 이온화 에너지에 영향을 미치는 유일한 요인은 가장 바깥쪽 전자에서 핵까지의 거리 뿐이다. 이 거리가 주기율표에서 아래로 내려갈수록 증가하기 때문에 가장 바깥쪽 전자는 핵으로부터 덜 끌리게 되고, 따라서 첫 번째 이온화 에너지가 감소한다.<ref name=chemguide /> (이 추세는 7s 궤도의 [[상대론적 양자화학|상대론적]] 안정화와 수축으로 인해 프랑슘에서 깨져 프랑슘의 원자가 전자가 비상대론적 계산에서 예상했던 것보다 핵에 더 가깝게 된다. 이로 인해 프랑슘의 가장 바깥쪽 전자가 핵으로부터 더 많은 인력을 띠게 되며, 세슘보다 약간 더 첫 번째 이온화 에너지를 증가시킨다.)<ref name="Uue" />{{Rp|1729}}

알칼리 금속의 두 번째 이온화 에너지는 두 번째로 느슨하게 유지되는 전자가 완전히 채워진 전자 껍질의 일부로 제거하기 어렵기 때문에 첫 번째 이온화 에너지보다 훨씬 높다.<ref name=rsc />

=== 반응성 ===
{{본문|반응성}}

알칼리 금속의 반응성은 아래로 내려가면서 증가한다. 이는 알칼리 금속의 첫 번째 [[이온화 에너지]]와 [[원자화 에너지|원자화 엔탈피]]라는 두 요인이 복합적으로 작용한 결과이다. 알칼리 금속의 첫 번째 이온화 에너지가 아래로 갈수록 줄기 때문에, 가장 바깥쪽 전자가 원자에서 제거되어 [[화학 반응]]에 참여하기 더 쉬워져 아래로 갈수록 반응성이 증가한다. 원자화 엔탈피는 원소의 [[금속 결합]]의 강도를 측정하는데, 아래로 내려갈수록 [[원자 반지름]]이 증가하고, 따라서 금속 결합의 길이가 증가하게 되며, [[비편재화 전자]]가 더 무거운 알칼리 금속 핵의 인력에서 더 멀리 벗어나게 된다. 원자화 엔탈피와 첫 번째 이온화 에너지를 더한 값은 알칼리 금속과 다른 물질 사이의 반응의 [[활성화 에너지]]와 밀접하게 관련된다. 이 값은 아래로 갈수록 감소하고 활성화 에너지도 감소한다. 따라서 화학 반응이 더 빨리 일어날 수 있고, 반응성은 아래로 갈수록 증가한다.<ref name="alkaliwater">{{웹 인용|url=http://www.chemguide.co.uk/inorganic/group1/reacth2o.html#top |title=Reaction of the Group 1 Elements with Water |last=Clark|first=Jim |year=2005 |work=chemguide |access-date=18 June 2012}}</ref>

=== 전기 음성도 ===
{{본문|전기 음성도}}
[[파일:Periodic variation of Pauling electronegativities.png|섬네일|300px|right|[[2주기 원소|2주기]]에서 [[6주기 원소|6주기]]까지 [[전형 원소]]의 폴링 전기 음성도(y축)의 변화]]

전기 음성도는 [[원자]]나 [[작용기]]가 [[전자]](또는 [[전자 밀도]])를 자기 쪽으로 끌어당기는 경향을 설명하는 화학적 성질이다.<ref name="definition">{{GoldBookRef|file=E01990|title=Electronegativity}}</ref> [[염화 나트륨]]에서 [[염소 (원소)|염소]]와 [[나트륨]]이 [[공유 결합]]을 한다면, 외부 전자에 대한 유효 핵전하가 염소는 +7이지만, 나트륨은 +1이기 때문에 공유 전자 쌍이 염소 쪽으로 끌릴 것이다. 전자 쌍은 염소 원자에 아주 가깝게 끌려 사실상 염소 원자 쪽으로 옮겨진다([[이온 결합]]). 그러나 나트륨 원자가 리튬 원자로 바뀔 경우, 리튬 원자가 작기 때문에, 전자 쌍이 이전처럼 염소 원자에 가까이 끌리지 않고 리튬의 유효 핵전하에 더 강하게 끌리게 된다. 주기율표 아래의 더 큰 알칼리 금속 원자는 결합 전자 쌍이 원자 쪽으로 덜 강하게 끌리기 때문에 전기 음성도가 낮다. 앞서 언급했듯이 프랑슘은 예외적일 것으로 예상된다.<ref name=chemguide />

리튬의 높은 전기 음성도 때문에, 리튬 화합물 중 일부는 더 공유 결합의 특성을 가지게 된다. 예를 들어 [[아이오딘화 리튬]](LiI)은 대부분의 공유 화합물처럼 [[유기 용매]]에 용해된다. [[플루오린화 리튬]](LiF)은 물에 녹지 않는 유일한 [[할로젠화 알칼리 금속]]이며,<ref name=rsc /> [[수산화 리튬]](LiOH)은 알칼리 금속 수산화물 중 유일하게 [[흡습성]]이 없다.<ref name=rsc />

=== 녹는점과 끓는점 ===
{{본문|녹는점|끓는점}}
물질의 [[녹는점]]은 [[고체]]에서 [[액체]]로 [[물질의 상|상]]이 바뀌는 온도이고, [[끓는점]]은 액체의 [[증기 압력]]이 액체를 둘러싼 환경 압력과 같아<ref>{{서적 인용|last=Goldberg|first=David E. |title=3,000 Solved Problems in Chemistry|edition=1st|publisher=McGraw-Hill|year=1988|isbn=978-0-07-023684-4}} Section 17.43, page 321</ref><ref>{{서적 인용|editor1=Theodore, Louis |editor2=Dupont, R. Ryan |editor3=Ganesan, Kumar |title=Pollution Prevention: The Waste Management Approach to the 21st Century|publisher=CRC Press|year=1999|isbn=978-1-56670-495-3|page=15 Section 27}}</ref> 모든 액체가 [[기체]]로 상이 바뀌는 온도이다. 금속이 녹는점까지 가열됨에 따라 원자를 제자리에 유지시키던 [[금속 결합]]이 약해져서 원자가 움직일 수 있게 되고, 끓는점에서 금속 결합은 완전히 끊어진다.<ref name=chemguide /><ref name="metallic-bonding">{{웹 인용|url=http://www.chemguide.co.uk/atoms/bonding/metallic.html |title=Metallic Bonding |last=Clark|first=Jim |year=2000 |work=chemguide |access-date=23 March 2012}}</ref> 따라서 알칼리 금속의 녹는점과 끓는점은 금속 결합의 강도가 아래로 갈수록 감소함을 나타낸다.<ref name=chemguide /> 이는 금속 원자가 양이온과 비편재화 전자 사이의 전자기적 인력에 의해 결합되기 때문이다.<ref name=chemguide /><ref name="metallic-bonding" /> 아래로 갈수록 원자 반지름이 증가하기 때문에, 이온 핵은 비편재화 전자에서 더 멀어져 금속 결합이 약해져 금속이 더 쉽게 녹고 끓을 수 있어 녹는점과 끓는점을 낮춘다.<ref name=chemguide /> (늘어난 원자핵의 전하량은 차폐 효과로 인해 관련이 없다.)<ref name=chemguide />

=== 밀도 ===
{{본문|밀도}}
알칼리 금속은 모두 같은 [[결정 구조]]([[체심 입방 격자]])를 가지고 있으므로,<ref name="Greenwood&Earnshaw" /> 단위 부피당 질량으로 정의되는 밀도는 특정 부피에 들어갈 수 있는 원자의 수와 원자 하나의 질량 만이 영향을 준다. 첫 번째 요인은 원자의 부피에 따라, 따라서 [[원자 반지름]]에 따라 달라며, 아래로 갈수록 원자의 부피는 증가한다. 알칼리 금속 원자의 질량 또한 아래로 갈수록 증가한다. 따라서 알칼리 금속의 밀도의 추세는 원자 질량과 원자 반지름에 따라 달라진다. 이 두 요소에 대한 수치가 알려져 있으면, 알칼리 금속의 밀도의 비를 계산할 수 있다. 결과적으로 칼륨을 제외하고는 알칼리 금속의 밀도는 아래로 갈수록 증가한다. 같은 주기 원소 중에서 알칼리 금속이 가장 원자량이 낮고 가장 원자 반지름이 크기 때문에 주기율표에서 알칼리 금속은 가장 밀도가 낮은 금속이다.<ref name=chemguide /> 리튬, 나트륨, 칼륨은 주기율표에서 [[물]]보다 밀도가 낮은 단 세 금속이다.<ref name=rsc /> 리튬은 [[실온]]에서 가장 밀도가 낮은 고체로 알려져 있다.<ref name="Greenwood&Earnshaw" />{{rp|75}}

== 주해 ==
{{각주|2|group="주"}}

== 각주 ==
{{각주|2}}

{{원소 주기율표}}
{{알칼리 금속}}
{{주기율표 둘러보기}}
{{전거 통제}}

[[분류:알칼리 금속| ]]
[[분류:원소족]]
[[분류:주기율표 족]]