Logam alkali
kecelakaan Chernobyl. Cs mengalami peluruhan beta berenergi tinggi dan seringkali menjadi barium-137 yang stabil. Ini merupakan pemancar radiasi gamma yang kuat. Cs memiliki laju penangkapan neutron yang paling lambat dan tidak dapat dibuang begitu saja, tetapi harus dibiarkan meluruh. Cs telah digunakan sebagai pelacak dalam studi hidrologi, analog dengan penggunaan tritium. Sejumlah
kecil sesium-134 dan sesium-137 dilepas ke lingkungan dari hasil hampir seluruh pengujian senjata nuklir dan beberapa kecelakaan nuklir, yang paling terkenal adalah kecelakaan Goiânia dan bencana Chernobyl. Per 2005, sesium-137 adalah sumber utama radiasi pada zona alienasi di sekitar pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl.
Logam-logam alkali lebih mirip satu sama lain dibandingkan unsur-unsur dalam satu golongan yang lain. Misalnya, dari atas ke bawah pada tabel, seluruh logam alkali yang diketahui menunjukkan kenaikan jari-jari atom, penurunan elektronegativitas, kenaikan reaktivitas, dan penurunan titik didih dan leleh beserta kalor pembentukan dan penguapan. Secara umum,
densitas mereka meningkat sepanjang kolom dari atas ke bawah, dengan perkecualian bahwa kalium memiliki densitas yang lebih kecil daripada natrium.
Jari-jari atom logam alkali bertambah dalam satu golongan dari atas ke bawah. Karena efek perlindungan, ketika atom memiliki lebih dari satu kulit elektron, masing-masing elektron terpengaruh gaya tolak dari elektron lain seperti gaya tarik dari inti atom. Pada logam alkali, elektron terluar hanya merasakan muatan bersih +1, karena beberapa muatan inti (yang sama
dengan nomor atom) dinetralkan oleh elektron-elektron bagian dalam; jumlah elektron dalam logam alkali selalu kurang satu daripada muatan inti. Oleh karena itu, satu-satunya faktor yang mempengaruhi jari-jari atom logam alkali adalah jumlah kulit elektron. Oleh karena jumlah ini meningkat dari atas ke bawah sepanjang golongan, maka dari atas ke bawah dalam golongan logam alkali jari-jari atom meningkat.
Jari-jari ion logam alkali jauh lebih kecil daripada jari-jari atomnya. Hal ini karena elektron terluar logam alkali berada pada kulit elektron yang berbeda dengan elektron dalamnya, sehingga ketika satu elektron tersebut dilepaskan, atom yang dihasilkan mempunyai lebih sedikit kulit elektron sehingga lebih kecil. Selain itu, muatan inti efektif
telah meningkat, sehingga elektron tertarik lebih kuat kepada inti atom, akibatnya jari-jari ion menurun.
Energi ionisasi pertama suatu unsur atau molekul adalah energi yang diperlukan untuk menggerakkan elektron dengan ikatan paling longgar dari satu mol atom gas unsur atau molekul untuk membentuk satu mol ion gas dengan muatan +1. Faktor-faktor yang mempengaruhi energi ionisasi petama adalah muatan inti, jumlah penopengan oleh elektron dalam dan jarak elektron terlonggar dari
inti atom, yang biasanya merupakan elektron terluar dalam unsur golongan utama. Dua faktor pertama mengubah muatan inti efektif yang dirasakan oleh elektron terlonggar. Oleh karena elektron terluar logam alkali selalu merasakan muatan inti efektif yang sama (+1), satu-satunya faktor yang mempengaruhi energi ionisasi pertama adalah jarak dari elektron
terluar ke inti atom. Oleh karena jarak meningkat sepanjang golongan dari atas ke bawah, elektron terluar merasakan daya tarik yang berkurang dari inti atom sehingga energi ionisasi pertama menurun. (Tren ini dipatahkan pada fransium karena stabilisasi dan kontraksi relativistik orbital 7s, sehingga elektron valensi fransium lebih dekat kepada inti daripada perkiraan
menggunakan kalkulasi non-relativistik. Hal ini membuat elektron terluar fransium merasakan daya tarik inti atom yang lebih besar, sehingga sedikit menaikkan energi ionisasi pertama di atas sesium.)
Energi ionisasi kedua pada logam alkali jauh lebih tinggi daripada energi ionisasi pertamanya, karena elektron terlonggar kedua adalah bagian dari kulit elektron yang terisi penuh sehingga sulit untuk dibebaskan.
Reaktivitas logam alkali meningkat sepanjang golongan dari atas ke bawah. Hal ini dihasilkan oleh kombinasi dua faktor: energi ionisasi pertama dan energi atomisasi logam alkali. Oleh karena energi ionisasi pertama logam alkali menurun seiring dengan peningkatan nomor atom, hal ini menjadikan elektron terluar lebih mudah dilepaskan dari atom dan berperan dalam reaksi kimia, sehingga kereaktivan meningkat sepanjang golongan dari atas ke bawah.
Energi atomisasi menentukan kekuatan ikatan logam suatu unsur, yang melemah sepanjang golongan dari atas ke bawah seiring dengan kenaikan jari-jari atom, sehingga ikatan logam semakin panjang. Hal ini membuat delokalisasi elektron semakin menjauh dari gaya tarik inti pada logam alkali yang lebih berat. Penambahan energi atomisasi dan energi ionisasi pertama menghasilkan
jumlah yang berkaitan erat dengan (tetapi tidak sama dengan) energi aktivasi reaksi logam alkali dengan zat lain. Jumlah ini menurun sepanjang golongan dari atas ke bawah, begitu pula dengan energi aktivasinya; sehingga reaksi kimia dapat terjadi lebih cepat dan reaktivitas meningkat sepanjang golongan dari atas ke bawah.
Elektronegativitas adalah suatu sifat kimia yang menjabarkan kecenderungan sebuah atom atau gugus fungsional dalam menarik elektron (atau kerapatan elektron) dalam atom/gugus fungsi itu sendiri. Jika ikatan antara natrium dan klor dalam natrium klorida adalah kovalen, pasangan elektron bersama akan tertarik kepada klor karena muatan inti efektif pada
elektron terluar adalah +7 pada klor tetapi hanya +1 pasa natrium. Pasangan elektron tertarik sangat dekat ke atom klor sehingga mereka praktis berpindah ke atom klor (membentuk ikatan ion). Namun, jika atom natrium diganti dengan atom litium, elektron tidak tertarik sangat dekat ke atom klor seperti sebelumnya karena atom litium lebih kecil, yang membuat
pasangan elektron tertarik lebih kuat kepada muatan inti efektif dari litium. Oleh karena itu, atom logam alkali yang lebih besar (bagian bawah golongan) menjadi kurang elektronegatif karena ikatan pasangan elektron kurang kuat.
Oleh karena elektronegatifitas litium lebih tinggi, beberapa senyawanya lebih memiliki karakter kovalen. Contohnya, litium iodida (LiI) akan larut dalam pelarut organik, suatu sifat yang dimiliki oleh sebagian besar senyawa kovalen. Litium fluorida (LiF) adalah satu-satunya alkali halida yang tidak larut dalam air, dan litium hidroksida (LiOH) adalah satu-satunya hidroksida logam alkali yang tidak higroskopis.
Titik leleh suatu zat adalah titik ketika terjadi perubahan keadaan dari padat menjadi cairan, sementara titik didih suatu zat (dalam keadaan cair) adalah titik ketika tekanan uap cairan sama dengan tekanan lingkungan di sekeliling cairan dan seluruh cairan berubah fasa menjadi gas. Ketika suatu logam dipanaskan hingga titik lelehnya, ikatan
logam yang menjaga agar atom-atom tetap di tempatnya menjadi melemah, sehingga atom-atom dapat bergerak bebas. Ikatan logam putus total saat mencapai titik didihnya. Oleh karena itu, penurunan titik leleh dan didih logam alkali mengindikasikan penurunan kekuatan ikatan logam sepanjang golongan dari atas ke bawah. Hal ini karena atom logam saling berikatan melalui gata tarik elektromagnetik dari
ion positif dengan elektron yang terdelokalisasi. Seiring dengan kenaikan ukuran atom dari atas ke bawah dalam satu golongan (karena jari-jari atomnya meningkat), inti ion bergerak lebih jauh dari elektron terdelokalisasi, sehingga ikatan logam melemah dan logam menjadi lebih mudah meleleh dan mendidih. Inilah sebabnya titik leleh dan didih menjadi lebih rendah. (Kenaikan muatan inti bukan faktor yang relevan karena efek perlindungan.)