碱金属

和水的反應（鹼金屬氫氧化物）

所有的鹼金屬都可和冷水劇烈反應——乃至產生爆炸——生成強鹼性的鹼金屬氫氧化物水溶液，釋放氫氣。沿這一族從上到下，反應逐漸加劇：鋰和水反應平緩進行，伴有冒泡現象；鈉和鉀與水反應可產生燃燒；銣和銫沉入水中，迅速產生大量氫氣並產生衝擊波，足以將玻璃容器擊碎。鹼金屬放入水中時產生的爆炸分為兩個獨立階段：首先，金屬和水反應，產生氫氣。這一步中，反應性更強的重鹼金屬元素能更快地產生氫氣。接下來，反應第一階段產生的熱量通常會點燃新產生的氫氣，使其在空氣中爆炸性燃燒。這一氫氣爆炸可在水面上產生可見的火焰，而剛開始的金屬和水的反應主要在水下進行，因此不產生火焰。
但是鹼金屬在水中發生爆炸原因仍存在爭議。2015年國外的一份文獻中稱，鹼金屬與水反應在其接觸水的一瞬間就被決定了，鹼金屬與水反應中鹼金屬會瞬間釋放自己的電子，使之無法束縛自己內部的正電荷繼而引發爆炸。

和第14族（第IVA族，碳族）元素的反應

鋰和鈉可與碳反應生成乙炔化合物（Li₂C₂和Na₂C₂），這類化合物也可由金屬與乙炔反應製得。鉀、鈉、銣和銫可與石墨反應，鹼金屬原子嵌入到六邊形的石墨層中，形成石墨層間化合物MC₆₀（深灰色、近乎黑色）、MC₄₈（深灰色、近乎黑色）、MC₃₆（藍色）、MC₂₄（鋼藍色）、MC₈（銅黃色）。它們的導電性比純石墨強200倍，說明鹼金屬的價電子轉移到石墨層中，形成M⁺Cˣ⁻的化合物。加熱KC₈時，鉀原子發生脫嵌。隨著加熱時間的增長，逐漸形成KC₂₄、KC₃₆、KC₄₈直到KC₆₀.KC₈是強還原劑，可自燃，接觸水則爆炸。和石墨反應時，較大的鹼金屬原子（鉀、銣、銫）開始時形成KC₈，而小的鹼金屬原子開始時形成形成KC₆.
鹼金屬和碳族其它的元素反應時，生成含籠狀結構的離子化合物。例如矽化物M₄Si₄（M=K,Rb,Cs），含有M⁺和四面體Si₄⁴⁻離子。鹼金屬鍺化物中含有簡單的Ge⁴⁻離子，以及其它的簇合（津特耳相）離子，Ge₄²⁻, Ge₉⁴⁻, Ge₉²⁻, 以及 [(Ge₉)₂]⁶⁻. 其化學性質和相應的矽化物相近。鹼金屬錫化物主要為離子化合物。陰離子有Sn⁴⁻離子，有時有更複雜的簇合離子，例如K₄Sn₉ 中的 Sn₉⁴⁻. 簡單的鉛陰離子（Pb⁴⁻）尚未發現；鹼金屬鉛化物均含有複雜的簇合離子。

和第15族（第VA族，氮族）元素的反應

鋰是唯一在標準狀況下和氮氣反應的鹼金屬，它的氮化物也是唯一穩定的鹼金屬氮化物。破壞N2分子中的N-N三鍵需要很高的能量，因而N₂顯惰性。形成鹼金屬氮化物需要消耗能量，從而將鹼金屬電離生成M⁺離子，破壞N₂分子的三鍵並形成N³⁻離子；這些能量由形成鹼金屬氮化物釋放的晶格能進行補償。離子半徑越小，電荷越高，晶格能越大；而鹼金屬無法形成高電荷離子，因而鹼金屬氮化物的晶格能只取決於金屬離子的半徑。所以，只有半徑最小的鋰能夠釋放足夠的晶格能，讓形成氮化物的反應成為一個放熱反應，形成Li₃N.而其它的鹼金屬無法釋放足夠的晶格能，形成氮化物的反應是吸熱的，因而在標準條件下不生成氮化物。 Na₃N和K₃N極不穩定，容易分解為原來的組成元素（氮氣和鹼金屬）。
鹼金屬均易於和磷、砷反應，生成M₃P/M₃As. P³⁻ 和As³⁻的半徑更大，形成化合物需要提供的能量更低，因而不需要很高的晶格能。 M₃P/M₃As不是僅有的鹼金屬磷化物或砷化物。鉀有9種不同的已知磷化物：K₃P, K₄P₃, K₅P₄, KP, K₄P₆, K₃P₇, K₃P₁₁, KP10.3, 以及 KP₁₅. 大多數金屬可生成砷化物，而只有鹼金屬、鹼土金屬可生成離子型砷化物。Na₃As的結構很複雜：其中的Na-Na距離為328-330pm,比金屬鈉單質中的Na-Na距離更短。這說明即使和低電負度的鹼金屬形成的化學鍵也不是純粹的離子鍵。已發現M₃As以外的鹼金屬砷化物。比如LiAs，它帶有金屬光澤和強導電性，說明其中可能存在金屬鍵。鹼金屬鹼金屬銻化物中的Sb³⁻離子是強還原劑，因此鹼金屬銻化物不穩定，易發生反應。鹼金屬銻化物和酸反應形成不穩定的劇毒氣體SbH₃.鉍化物不完全為離子性，而是含有部分離子鍵和部分金屬鍵的金屬互化物。

和第16族（VIA族，氧族）元素的反應

標準狀況下，鹼金屬均可和氧氣劇烈反應，形成多種多樣的氧化物。比如簡單氧化物（含O²⁻離子），過氧化物（含O2−
2 離子，氧原子間存在單鍵），超氧化物（含O₂-離子）等。鋰在空氣中燃燒生成氧化鋰；鈉和氧氣反應生成氧化鈉和過氧化鈉的混合物；鉀則形成過氧化鉀和超氧化鉀的混合物；銣和銫只形成超氧化物。鋰、鈉和鉀在空氣中僅僅是燃燒，而銣和銫可在空氣中自燃，這也說明鹼金屬從上到下反應性增強。
半徑小的鹼金屬離子趨向於極化複雜的負離子（過氧化物和超氧化物），將複雜離子中的電子吸引到其中的一個氧原子中，形成一個O²⁻離子和一個氧原子。因此，鋰在室溫下和氧氣反應只生成簡單氧化物；而鈉和鉀的半徑更大，極化效應更弱，因而可以形成較不穩定的過氧化物。這一族中最下方的銣和銫半徑很大，可以形成最不穩定的超氧化物。形成超氧化物釋放的能量最多，因此較大的鹼金屬原子和氧氣反應更趨向於生成超氧化物。銣和銫的簡單氧化物和過氧化物確實存在，但是無法在標準狀況下由鹼金屬和氧氣反應製得。不過如果控制反應條件，除鍅之外的所有鹼金屬都能形成簡單氧化物，過氧化物和超氧化物。鹼金屬過氧化物和超氧化物是強氧化劑。過氧化鈉和超氧化鉀可與二氧化碳反應，形成鹼金屬碳酸鹽和氧氣，因而在潛艇的空氣淨化器中被使用。呼出氣體中的水蒸氣可使超氧化鉀除去二氧化碳的反應更加高效。
銣和銫可形成比超氧化物更複雜的氧化物。銣在空氣中被氧化可生成Rb₆O和Rb₉O₂.銫生成的氧化物種類豐富得多，比如臭氧化物CsO₃, 以及幾種色彩鮮明的低氧化物，如Cs₇O, Cs₄O, Cs₁₁O₃, Cs₃O （深綠色）, CsO, Cs₃O₂,以及Cs₇O₂.真空下加熱Cs₇O₂可生成Cs₂O.
鹼金屬可和較重的氧族元素（硫、硒、碲、釙）發生類似反應。除鍅之外，所有的M₂Ch（M為鹼金屬，Ch=S、Se、Te、Po）都是已知的。鹼金屬和過量的氧族元素反應生成M₂Chₓ，其中的氧族元素原子連接成鏈狀。比如，鈉可和硫反應生成硫化鈉（Na₂S）以及各種多硫化鈉（Na₂Sₓ, x＝2～6），其中含有S2−
x 離子。 Se²⁻和Te²⁻的鹼性使得鹼金屬硒化物水溶液和碲化物水溶液呈鹼性。鹼金屬和硒、碲直接反應時，除生成M₂Se或M₂Te之外，還生成多硒化物和多碲化物。鹼金屬在300-400  °C下和釙直接反應，形成含Po²⁻離子的鹼金屬釙化物，後者化學上十分穩定。

和第17族（VIIA族，鹵素）元素，以及氫氣的反應

鹼金屬是元素週期表中電負度最低的元素，因而趨向於和電負度最高的鹵素形成離子鍵，產物為鹼金屬鹵化物。氯化鈉，也就是通常所說的食鹽，就是其中之一。鹼金屬和鹵素的反應性呈規律性變化：從鋰到銫，反應性越來越強；從氟到碘，反應性越來越弱。鹼金屬鹵化物化學式均為MX（M為鹼金屬，X為鹵素），均為白色離子晶體，常溫下為固態。除氟化鋰之外，鹼金屬鹵化物均可溶於水。氟化鋰中的Li⁺和F⁻的半徑都很小，二者間靜電相互作用很強，因而氟化鋰的晶格能很高，因此不溶於水。
鹼金屬也可和氫氣進行類似反應，生成離子化合物——鹼金屬氫化物。

配位化合物

鹼金屬的半徑很大，而電荷僅有+1，所以鹼金屬通常不和簡單的路易斯鹼生成錯合物。半徑最小的Li⁺有最多的錯合物，隨著離子半徑增大，形成的錯合物越來越少。水溶液中，鹼金屬離子以八面體的六水合離子（[M(H₂O)₆]⁺）存在；由於鋰離子半徑小，因而形成的是正四面體的四水合離子[Li(H₂O)₄]⁺.由於水分子的極性，二者由靜電力相互吸引，形成水合離子。因此，含鹼金屬離子的無水鹽常被用做乾燥劑。同樣由於靜電相互作用的原因，鹼金屬易於和冠醚、穴醚形成錯合物。比如，Li⁺可和12-冠-4形成錯合物，Na⁺與15-冠-5形成錯合物，K⁺與18-冠-6形成錯合物。

氨溶液

和大多數金屬不同，鹼金屬在液氨中緩慢溶解，生成氫氣和鹼金屬胺基化合物（MNH₂）.使用催化劑可加速這一過程。形成的胺基化合物不溶於液氨，從體系中析出；剩餘的液體是有明顯顏色的鹼金屬液氨溶液。這類溶液中含有溶劑化電子，因而顏色明顯，具有強導電性。濃度小於3mol/L時，溶液呈深藍色，導電性是氯化鈉水溶液的10倍；濃度大於3mol/L時，溶液顯銅黃色，導電性能和液態金屬（如汞）相近。除了胺基化合物與溶劑化電子，溶液中還有鹼金屬離子（M⁺）,鹼金屬原子（M），鹼金屬雙原子分子（M₂）和鹼金屬負離子（M⁻）。後三種粒子均不穩定，最終生成熱力學穩定的鹼金屬胺基化合物和氫氣。氨合電子為強還原劑，常在化學合成中使用。

金屬有機化學

鋰形成的有機金屬化合物種類最多，相對最為穩定，成鍵為共價鍵。有機鋰試劑為不導電的固體或液體，熔點低，易揮發，趨向於生成化學式為（RLi）ₓ的多聚物（R為有機基團）。以甲基鋰為例，其化學式為（CH₃Li）ₓ，x=4或6，結構分別為正四面體型和正八面體型。有機鈉化物和有機鉀化物也是多聚的。鋰的電負度低，因而鋰-碳鍵的電荷密度主要集中在碳原子上，可有效形成碳負離子；因此，有機鋰化合物是非常強力的鹼，也是強力的親核試劑。丁基鋰常被用做強鹼，已經投入商業化生產。
有機鈉試劑在化學中的應用較為有限。相比較而言，有機鋰試劑已投入商業化生產，且反應性能更易於使用。有些有機鈉試劑具有商業意義，其中最主要的是環戊二烯基鈉。四苯硼鈉也可歸類為有機鈉化物，因為在固態下這一化合物中的鈉和芳基形成化學鍵。更重的鹼金屬形成的有機金屬化合物反應性更強，應用更為受限。施洛瑟鹼是這類化合物中的一種重要試劑。它是正丁基鋰和叔丁醇鉀的混合物，可和丙烯反應，生成丙烯鉀（KCH₂CHCH₂）。
順-2-丁烯和反-2-丁烯在和鹼金屬接觸時實現化學平衡。所用的鹼金屬為鋰和鈉時，這一異構化反應進行得較快；而使用鉀、銣、銫時進行得較慢。鉀、銣、銫更傾向高位阻的構象。有機鈉、有機鉀、有機銣和有機銫化合物成鍵以離子性為主，在非極性溶劑中幾乎不可溶。

元素週期律

元素週期表中，鹼金屬族是族內元素性質最為相近的一族。沿著週期表從上到下，鹼金屬元素的原子半徑逐漸升高， 電負度逐漸降低， 反應性逐漸升高，熔沸點逐漸降低。總體而言，鹼金屬的密度從上到下逐漸升高；鉀是一個例外，它的密度比上面的鈉略低。

反應活性

沿週期表從上到下，鹼金屬反應性逐漸升高，這是鹼金屬的第一電離能和原子化能共同作用的結果。由於鹼金屬的第一電離能從上到下逐漸降低，外層電子逐漸易於在反應中解離，反應性逐漸升高。 原子化能被用來衡量元素的金屬鍵強度，隨著鹼金屬從上到下原子半徑上升，金屬原子核間距上升，金屬鍵的離域電子到原子核的距離上升，原子化能下降。將原子化能與第一電離能相加，可以得到一個數值，它和鹼金屬參與反應所需的活化能密切相關（但不相等）。從上到下，這個數值逐漸降低，鹼金屬的反應活化能也逐漸降低。因此，化學反應可以更快進行，反應性因而從上到下逐漸增加。

延伸

儘管目前只發現了6個鹼金屬元素，目前已有研究預測比鍅更重的鹼金屬元素的物理性質與化學性質。據推測，鍅之後的第一個鹼金屬元素是目前尚未發現的第119號元素Uue。它是第八週期的第一個元素，性質和可能同族的其它元素類似。它的化學性質可能更接近鉀或銣；而根據元素週期律，Uue的性質應當與銫或鍅更為相近，乃至比它們更易反應。Uue的價電子運動速度高，產生相對論效應，導致Uue的第一電離能升高，金屬半徑和離子半徑降低，反應性下降。目前已發現相對論效應對鍅的性質產生了類似影響。相對論效應可能導致Uue元素不像其它鹼金屬那樣反應。 Uue的8s軌域因相對論效應而變得穩定，導致 Uue的電子親合能升高——遠高於銫和鍅的電子親合能，甚至比其它所有的鹼金屬元素都高。 相對論效應同樣會導致Uue的極化性大幅下降。另一方面， Uue的熔點可能仍符合鹼金屬元素的熔點變化規律，也就是比鍅更低。據推測，Uue的熔點可能在0 °C 到 30 °C之間。
Uue的價層電子穩定性導致8s軌域的收縮，繼而導致原子半徑降低。據預測Uue的原子半徑為240 pm,，比銣原子（247 pm）略小。 因此，+1氧化態的Uue的化學性質應當更接近銣，而不是鍅。與之相反，據預測Uue⁺ 的離子半徑比Rb⁺大。Uue⁺的最外層7p軌域不穩定，因而比低層數的p軌域更大。除鹼金屬特徵的+1氧化態之外，Uue還可能擁有其它鹼金屬沒有的+3氧化態。 Uue中7p3/2亞層不穩定且有膨脹，導致7p3/2亞層的最外電子的電離能比其他方式的預測值低，因此可能解離更多電子產生+3氧化態。 很多Uue化合物中可能有7p3/2電子參與成鍵，這些化合物因而顯現部分共價性
關於比Uue更重的鹼金屬元素的預測研究相對較少。根據元素週期表向下推測，下一個鹼金屬應該是第169號元素Uhn；而根據狄拉克-福克方法計算，下一個鹼金屬應當是第165號元素Uhp,其核外電子組態為[Uuo] 5g¹⁸ 6f¹⁴ 7d¹⁰ 8s² 8p1/2² 9s¹. 深入的計算顯示Uhp的電離能會比Uup、鍅、銫更高，與鈉相近。Uhp的原子半徑也會符合自銫開始的遞減趨勢：它的原子半徑可能和鉀相近。 除9s電子外，Uhp的7d電子也可能一道參與化學反應，形成比+1更高的氧化態，因而比起鹼金屬Uhp可能和硼族元素的行為更加接近。
截至2012年，尚未有關於Unh以後的鹼金屬性質的研究。第八週期之後的元素擁有強烈的相對論效應和層結構效應，由較輕元素性質變化規律做出的外推因而變得完全不準確。 相對論效應使s軌域穩定，層結構效應使層數高的電子層的p,d,f,g軌域變得不穩定，二者產生的效果相反。因此，對第八週期之後的元素而言，相對論計算和非相對論計算得出的結果差距更加明顯。由於鹼金屬和鹼土金屬均為s區元素，對Uue和Uhp性質及變化趨勢做出的預測可能同樣適用於相應的鹼土金屬: Ubn和Uhh.

氫

氫擁有一個核外電子，通常出於方便起見將其放在元素週期表第1族的最上側。然而，氫通常不被看做是一個鹼金屬元素。 一般條件下，氫以雙原子分子（H₂）的形式存在；
然而，鹼金屬只有在高溫下變成氣態後才能形成雙原子分子（如Li₂）。
和鹼金屬一樣，氫擁有一個價電子，易於和鹵素反應，但是氫和鹼金屬的相似性也只有這些了。將氫放在鋰上方，主要是由於它的電子構型和鹼金屬相似，並非出於化學性質的考慮。有時它被放在碳的上方，因為氫和碳的電負度相近；有時會放在擁有某些相似化學性質的氟上方。
氫的第一電離能為 （1312.0 kJ/mol），遠高於鹼金屬的第一電離能。由於只需一個電子就可形成惰性氣體構型，氫的行為有時更接近鹵素。和鹵素一樣，氫可以形成-1價的氫負離子。儘管在鹼化物中，鹼金屬也可形成負離子，然而這類產物很不穩定，只用於實驗室研究。在極端高壓的作用下（比如木星核心和土星核心的高壓），氫發生相變生成金屬氫，性質和鹼金屬類似。

銨及其衍生物

銨離子（NH+
4）的性質像是一種介於鉀和銣之間的「中間鹼金屬」，經常被看做鹼金屬的近親。舉例來說，絕大多數的鹼金屬鹽易溶於水，絕大多數的銨鹽也溶於水。根據推測，在極高壓下，銨可以形成穩定的金屬銨（由NH+
4離子和游離電子構成）。這一反應可能在天王星和海王星的內部進行，這兩顆行星的內部磁場可能受到了該反應的顯著影響。據估計，從氨氣與氫氣的混合物轉變為金屬銨所需的壓力為25 GPa 左右，低於將游離態物質轉化為金屬態通常所需的壓力100 GPa

鉈

和所有的鹼金屬一樣，鉈擁有+1氧化態。Tl⁺的離子半徑為164 pm，和K⁺ （152 pm）、Ag⁺（129 pm）相仿，因此含Tl⁺的鉈化合物性質通常和相應的鉀化合物或銀化合物相近。在鉈被發現後的數年裡，歐洲大陸認為鉈是一種鹼金屬；在尤利烏斯•洛塔爾•邁耶爾1868年編制的週期表以及門得列夫1869年編制的元素週期表中，鉈被當做第六個鹼金屬，位置與銫相鄰。後來兩人都對週期表進行了修改。在邁耶爾1870年的週期表和門得列夫1871年的週期表中，鉈被放在了硼族，也就是如今它所在的位置；而銫下方的一格為空缺。不過鉈同樣有+3氧化態，而已知的鹼金屬都不具備這一氧化態。 如今人們認為鍅是第六個鹼金屬元素。

鋰

1800年，巴西化學家若澤•博尼法西奧•德•安德拉達在瑞典的於特島上發現了透鋰長石（LiAlSi₄O₁₀）然而直到1817年，正在貝采里烏斯的實驗室工作的約翰•奧古斯特•阿韋德松才在分析透鋰長石時發現了一種新元素。這種新元素形成的化合物和鈉、鉀的化合物相似；它的碳酸鹽和氫氧化物在水中的溶解度比鈉、鉀的對應化合物低。貝采里烏斯將這一未知的材料命名為"lithion/lithina"，這一名稱來自希臘語的λιθoς （lithos，意為「岩石」）。當時已知的另外兩種鹼金屬中，鈉因在動物血液中含量豐富而知名，鉀是在植物灰燼中發現的，因此lithos這一名稱體現了這種材料的獨特來源——礦石。貝采里烏斯將這一材料中的金屬命名為"lithium".

鈉

人類從遠古時期開始就知道鈉的化合物了。食鹽（氯化鈉）是人類活動的重要物資。羅馬歷史學家老普林尼在他的《博物志》海水部分的一處旁註中提到：「在羅馬……士兵的薪餉曾經是食鹽，『薪水』（salarium）這個詞就來自『鹽』（sal）」。受拉丁語影響的語言中的「薪水」一詞多是salarium的變形，比如英語中的salary，義大利語和西班牙語中的salario. 鈉的英文名Sodium來自蘇打（soda），而蘇打的名稱源自阿拉伯語的suda （صداع），意為「頭痛」。人們很早知道碳酸鈉有緩解頭痛的功效，蘇打因此得名。 1807年，漢弗萊•戴維用之前分離鉀的類似方法電解熔融苛性鈉（氫氧化鈉），首次將鈉分離出來。

鉀

從古代起人們就使用白草木灰了，然而它的使用史的大部分時間中，人們並不了解草木灰和鈉礦物鹽是完全不同的物質。1702年，格奧爾格•恩斯特•斯塔爾獲取了一些實驗證據，提出草木灰和礦物鹽有本質上的差異，到了1736年 亨利•路易•杜默•德•孟梭證明了這一差異。而那時人們仍然不知道鉀、鈉化合物的準確化學組成，也不知道鉀、鈉這兩種元素。因此，安托萬-洛朗•德•拉瓦節並沒有將鹼金屬收錄進他1789年編制的元素表中。純鉀的首次分離發生在1807年，由漢弗萊•戴維爵士在英國完成。戴維用當時新發明的伏打電堆電解熔融的苛性鉀，得到了這一元素。鉀是首個用電解法分離出的元素。同年，戴維宣布用相似的方法從苛性鈉中分離出金屬鈉，從而說明了兩種元素及相應化合物的本質差異。

銣

銣在1861年由羅伯特•本生和古斯塔夫•基爾霍夫在德國的海德堡發現。本生和基爾霍夫最早提出用光譜學方法尋找新的元素；他們用分光鏡分析鱗雲母礦石時發現了銣。銣的名稱rubidium來自拉丁語的rubidus，意為「深紅」或「鮮紅」，這一名稱來自銣的發射光譜中的亮紅色譜線。銣的發現緊隨銫的發現，而銫同樣是由本生和基爾霍夫用分光鏡發現的。

銫

1860年，羅伯特•本生和古斯塔夫•基爾霍夫在德國巴德迪爾克海姆的礦泉水中發現了銫。銫的名稱caesium來自拉丁語的caesius，意為「天藍色」。這一名稱來自銫的發射光譜中的藍色譜線。銫在本生和基爾霍夫發明分光鏡僅一年後即被發現，是首個通過光譜學方法發現的元素。

鍅

1939年之前，第87號元素被錯誤或者不完整地發現了至少四次。 1939年，居里研究所的瑪格麗特•佩里在巴黎提純一份錒-227樣品時真正發現了鍅。錒-227的衰變能為220 keV，然而佩里發現其中一些衰變粒子的能量低於80 keV。佩里認為這是一種之前未被分辨出的衰變產物，於是在提純過程中將其分離出來，但是後來在提純的後錒-227中又產生了這種物質。後續的大量實驗證明這種未知物質不可能是釷、鐳、鉛、鉍或者鉈，而顯現出可鹼金屬相近的化學性質（比如和銫鹽形成共沉澱）。佩里因而認為這種未知物是第87號元素，由錒-227的α衰變產生。於是佩里試圖測定錒-227中α衰變與β衰變的比率。她的第一次實驗測定的α衰變比率為0.6%，後來她將這一數值修正為1%。鍅是最後一種在自然界中發現的元素。

太陽系

奧多－哈爾金斯規則說明：除氫以外，質子數為偶數的元素比質子數為奇數的元素更為常見——後者擁有未成對的質子，趨向於捕獲另一個質子，原子序數因此增加。而偶數原子數的元素中的質子均為成對質子，自旋彼此抵消，使得原子更加穩定。所有的鹼金屬的原子序數均為奇數，它們在太陽系中的豐度低於鄰近的兩族元素（惰性氣體和鹼土金屬）。銣之後的鹼金屬只能在超新星中生成，而不能由恆星核合成獲得，所以較重的鹼金屬比輕的鹼金屬稀有。鋰的豐度低於鈉、鉀，因為它在太初核合成和恆星中都極少生成——大爆炸只能生成痕量的鋰、鈹和硼，因為這些元素缺少穩定的5核子或8核子核素；而恆星核合成反應會通過3氦過程生成碳來通過這一瓶頸。

地球

地球是由形成太陽的物質雲構成的，但是在太陽系的形成和演化過程中，行星獲得了不同的組成。此外，地球的自然史導致地球某些部分擁有不同的元素分布。地球質量約為5.98×10²⁴ kg. 其中主要的成分是鐵（32.1%，質量分數，下同）, 氧 （30.1%）, 矽 （15.1%）, 鎂 （13.9%）, 硫 （2.9%）, 鎳 （1.8%）, 鈣 （1.5%）以及鋁 （1.4%）；另外的1.2%為剩下的所有元素。由於質量層化，地球的核心區可能主要由鐵構成（88.8%），此外可能還有鎳（5.8%）、硫（4.5%），以及剩餘不到1%的其它元素。
由於反應活性很高的緣故，鹼金屬在自然界不以單質形式存在。它們屬於親石元素，極易和氧結合，因而和二氧化矽緊密關聯，形成不會沉入地球核心的低密度礦物，因而停留在地球表面附近。鉀、銣、銫屬於地球化學中的不相容成分，因為它們的離子半徑大，不能進入礦物中的陽離子聚集區域。
鈉和鉀在土壤中十分豐富。 鈉在地殼中的質量分數約為2.6%，是地殼中豐度排在第六的元素；鉀的質量分數約為1.5%，排在第七。許多礦物中都含有鈉，其中最常見的是大量溶解在海水中食鹽（氯化鈉）。很多固態礦物中也含有鈉，比如岩鹽、角閃石、冰晶石、鈉硝石、沸石等。
鋰的反應活性相對較低，因而可以在海水中大量發現。據估計鋰在海水中的質量分數約為0.14～0.25ppm ，若以體積莫爾濃度表示就是25μM.
銣的豐度和鋅大抵相同，比銅要高，可在白榴石、銫榴石、光鹵石、鐵鋰雲母和透鋰長石中找到。銫的豐度低於銣，但比很多為人們所熟知的元素（比如鎘、錫、銻、鎢）更高。
鍅-223是鍅的唯一一種天然存在的同位素。它是錒-227的α衰變產物，在鈾和釷的礦物中極少量存在。 在鈾礦石中，大概有10¹⁸ 個鈾原子才會出現一個鍅原子。 鍅的半衰期極短，為22分鐘；因此據估計地殼中最多只會有30 g的鍅。

製備與分離

製取純的鹼金屬較為困難。鹼金屬的反應活性很高，這導致它們極易和常見的物質（例如水、空氣）反應，且無法用其他元素置換製備。因此，鹼金屬只能用電解一類的高能方法分離。鋰和鈉通常用電解熔融氯化物的方法獲得，為了降低熔點，通常會在混合物中加氯化鈣。其它幾種較重的鹼金屬一般用還原劑（通常是鎂或者鈣）還原的方法製備。用還原反應可獲得液態或氣態的鹼金屬，產物經分餾可獲得純化的鹼金屬。
鋰鹽必須從礦物泉水中、 滷水池或者滷水礦產生的滷水中提取。電解熔融的氯化鋰和氯化鉀混合物，便可以得到金屬鋰。
鉀存在於多種礦物中，例如鉀石鹽（氯化鉀）等。有時會用分解氯化鉀來製取金屬鉀，但鉀更常見的製備方法是電解氫氧化鉀， 和19世紀末20世紀初製取鈉的方法類似。氫氧化鉀礦物廣泛存在於加拿大、俄羅斯、白俄羅斯、德國、以色列、美國和約旦等地。含鉀礦物也可以從海水中提取。
鈉主要存在於海水和乾涸的海床中。現在的製備方法是用唐士電解池電解，過程中會加入一些鈣、鍶、鋇鹽，以將氯化鈉的熔點降至700 °C以下。 超純鈉可通過疊氮化鈉分解製備。
在20世紀50年代到60年代的數年間，銣主要從鹼金屬混合碳酸鹽（英語：Alkarb）中提取。鹼金屬混合碳酸鹽是鉀生產過程中的一種副產物，包含21%的銣，剩餘部分是鉀和少量的銫。如今通常用分級結晶法將銣和鉀、銫分開：將一種含銣和銫的礬（Cs,Rb）Al（SO₄）₂•12H₂O經30步反應處理，可得到純淨的銣礬，從而進一步製取銣。銣的生產方法有限，礦物豐度低，導致含銣化合物的產量只有每年2到4噸。 然而銫並不是用這一反應分離製取的。銫主要從 銫榴石礦中提取，有三種常見的提取方法：酸消化、鹼分解以及直接還原。 
鍅-223是唯一一種存在於自然界的鍅的同位素，由錒-227的α衰變生成。據計算地殼中最多只會有30g的鍅，極為稀少。因此鍅主要通過核反應製備：¹⁹⁷Au + ¹⁸O → ²¹⁰Fr + 5 n，產物可以是鍅-209、鍅-210、鍅-211.至今最大的一份鍅樣品含有300,000個鍅中性原子，合成方法正是上述的核反應。 
所有的鹼金屬都可以從矽酸鹽中用同樣的步驟獲得：首先用硫酸將鋁和所需的鹼金屬從礦石中溶出；溶液中加鹼將鋁離子以氫氧化鋁的形式沉澱出來，將鋁和鹼金屬分離。將剩餘的鹼金屬離子以碳酸鹽的形式選擇性沉澱出來，再用鹽酸溶解沉澱；濃縮所得溶液可得鹼金屬氯化物，將其電解即得鹼金屬。

應用

除鍅以外的鹼金屬均有很多種商業應用。鋰常被用做電池材料，氧化鋰可用來處理二氧化矽。鋰還可用來製作潤滑脂，處理空氣，對鋁的生產也有輔助作用
純鈉可用於製作鈉燈，一種十分高效的光源； 還可以用來拋光其它金屬的表面。鈉化合物也有十分廣泛的用途，比如常見的食鹽就是氯化鈉；常用的肥皂是鈉的脂肪酸鹽。
鉀是植物重要的營養元素，因此鉀的化合物常被用做化肥。 氫氧化鉀是一種強鹼，被用來控制各種體系的pH值。
銣和銫常用於製作原子鐘。銫原子鐘極其精確，如果一台銫原子鐘從8千萬年前的恐龍時代開始運行到今天，它的偏差不會超過4秒。因此銫原子被用來定義「秒」單位。銫常添加在石油工業所用的鑽井液中。銣離子常用於製作紫色焰火。
鍅沒有商業應用，但鍅的原子結構相對簡單，因而在光譜學實驗中有廣泛應用。鍅的光譜學研究可以提供和能階、次原子粒子間的耦合常數相關的信息。科學家研究雷射束縛的鍅-210粒子發射的光，獲得了原子能階躍遷的準確數據，和量子論的預測相近。

生物學作用及防護

通常在生物系統中只有痕量的鋰。鋰沒有已知的生物學作用，但是攝入鋰確實對身體有影響。 精神病學中常用每天0.5 到 2 克的碳酸鋰，做為精神穩定劑治療雙極性情感疾患（躁鬱症），不過這種治療有一些副作用。攝入過量的鋰會導致呆滯、言語不清、嘔吐等症狀，乃至引發中樞神經中毒。而用於治療躁鬱症的鋰用量僅僅略低於中毒劑量。 鋰在人體中的天然生物學功能尚待研究；不過從生物化學特性、被人體處理的方式以及在老鼠、山羊身上的實驗結果來看，鋰是一種必要的稀有元素。
鈉和鉀存在於一切已知的生物學系統中，通常作為細胞內外的電解質存在。 鈉是控制血容量、血壓、滲透平衡和pH的必須營養素，人類對鈉的最小生理需求量為每天500毫克。 氯化鈉——也就是俗稱的食鹽——是食物中主要的鈉源，用作調味品和食物處理（比如泡菜、臘肉）。氯化鈉主要來自處理過的食物。鈉的DRI為每天1.5g，然而根據2010年的調查，中國城市居民平均每日攝入的鈉相當於13.5g食鹽（5.31 g鈉）。而每天攝入的鈉超過2.3克就會提高患高血壓的機率。 由鈉攝入過量導致的高血壓每年在全球導致了760萬例早逝。
鉀是細胞內的主要陽離子，而鈉是動物細胞外的主要陽離子。 這兩種帶電粒子的濃度差異導致了細胞內外的電勢差，也就是膜電勢。細胞膜兩側的鈉鉀濃度平衡由細胞膜內的離子泵維持。由鈉鉀濃度差產生的膜電勢讓細胞可以產生動作電位——一次急劇的細胞放電過程。細胞放電的能力是很多種身體機能（神經傳導、肌肉收縮、心臟功能等）的基礎。
銣沒有已知的生物學作用，不過或許可能促進代謝。由於鉀、銣、銫的化學性質相似，銣和銫有可能取代身體中的鉀離子引發低鉀血症，因此它們具有輕微的毒性。絕大多數人極少攝入銫。攝入大量的銫會導致劇烈過敏和痙攣，但通常不可能通過自然途徑攝入這種劑量的銫，因此銫不屬於主要化學污染物。 氯化銫在小鼠身上的LD₅₀為2.3 g 每千克體重，和氯化鉀、氯化鈉的LD₅₀相仿。一些癌症替代療法用氯化銫作為治療藥物，這種未經科學證實的療法可能和至少50名患者的死亡有聯繫。 銫的放射性同位素需要格外小心處理，若對銫-137γ放射源處理不當，可能導致這种放射性核素泄露，引發輻射傷害。最著名的例子是1987年的戈亞尼亞事故：巴西戈亞尼亞的一處廢品堆積場中掃出了一台放療儀，這台放療儀屬於一家廢棄的診所，未經妥善處理。放療儀中發光的銫鹽被賣給了好奇又缺乏教育的買家。事件造成了4人死亡及大量的輻射傷害。銫-137是車諾比核事故釋放的對健康威脅最大的四种放射性同位素之一（另外三種為銫-134、碘-131和鍶-90）。
鍅沒有生物學功能。其強放射性可能引發輻射中毒，因此鍅極可能有毒。  然而至今為止最大的鍅樣品只有約300,000個中性鍅原子，因此絕大多數人不可能攝入鍅。