Logam alkali
sangat tinggi. Tingginya entalpi kisi lithium fluorida akibat dari ukuran ion Li dan F yang kecil, menyebabkan interaksi elektrostatik di antara mereka menjadi kuat: Efek serupa terjadi pada magnesium fluorida, dimana lithium memiliki hubungan diagonal. Logam alkali juga bereaksi serupa dengan hidrogen membentuk hidrida logam alkali.
Kation logam alkali biasanya tidak membentuk kompleks koordinasi dengan basa Lewis sederhana karena muatannya yang rendah hanya +1 dan ukurannya yang relatif besar; dengan demikian ion Li paling banyak membentuk senyawa kompleks dan semakin berat ion logam alkali, semakin sedikit yang terbentuk. Dalam larutan akuatik, ion logam alkali berada sebagai kompleks oktahedral
heksahidrat ([M (HO))]), kecuali ion lithium, yang karena ukurannya yang kecil membentuk kompleks tetrahedral tetrahidrat ([Li (HO))]); logam alkali membentuk kompleks ini karena ion mereka tertarik oleh gaya elektrostatik dari molekul air yang bersifat polar. Oleh karena itu, garam anhidrat yang mengandung kation logam alkali sering digunakan sebagai desikan. Logam
basa juga mudah membentuk kompleks dengan eter mahkota (misalnya 12-mahkota-4 untuk Li, 15-mahkota-5 untuk Na, dan 18-mahkota-6 untuk K) dan kriptan karena daya tarik elektrostatik.
Logam alkali larut perlahan dalam amonia cair, membentuk gas hidrogen dan amida logam alkali (MNH, dengan M mewakili logam alkali): ini pertama kali dicatat oleh Humphry Davy pada tahun 1809 dan ditemukan kembali oleh W. Weyl pada tahun 1864. Prosesnya dapat dipercepat menggunakan katalis. Larutan serupa dibentuk oleh logam alkali tanah divalen berat dan lantanida kalsium,
stronsium, barium, europium, dan ytterbium. Garam amida tidak mudah larut dan mudah mengendap dari larutan, meninggalkan larutan amonia logam alkali yang berwarna cerah. Pada tahun 1907, Charles Krause mengidentifikasi warnanya karena adanya elektron tersolvasi, yang berkontribusi pada tingginya konduktivitas listrik larutan ini. Pada konsentrasi rendah (di bawah 3 M), larutannya berwarna
biru tua dan memiliki sepuluh kali konduktivitas larutan natrium klorida dalam air; pada konsentrasi yang lebih tinggi (di atas 3 M), larutannya berwarna tembaga dan memiliki konduktivitas mendekati konduktivitas logam cair seperti raksa. Selain garam amida logam alkali dan elektron tersolvasi, larutan amonia tersebut juga mengandung kation logam alkali (M), atom logam alkali netral
(M), molekul logam alkali diatomik (M) dan anion logam alkali (M). Ketiganya tidak stabil dan akhirnya menjadi amida logam alkali yang lebih stabil secara termodinamika dan gas hidrogen. Elektron tersolvasi adalah reduktor kuat dan sering digunakan dalam sintesis kimia.
Sebagai logam alkali terkecil, lithium membentuk berbagai senyawa organologam paling beragam dan paling stabil, melalui ikatan kovalen. Senyawa organolithium adalah padatan atau cairan volatil non-konduktif yang meleleh pada suhu rendah, dan cenderung membentuk oligomer dengan struktur (RLi) dengan R adalah gugus organik. Oleh karena sifat elektropositif lithium menempatkan sebagian besar densitas muatan
ikatan pada atom karbon, yang secara efektif membentuk karbanion, senyawa organolithium adalah basa dan nukleofil yang sangat kuat. Butillithium sering digunakan sebagai basa dan tersedia secara komersial. Contoh senyawa organolithium adalah metillithium ((CHLi)), yang hadir dalam bentuk tetramer ("x" = 4) dan heksamer ("x" = 6).
Aplikasi senyawa organonatrium dalam kimia terbatas, karena persaingan dari senyawa organolithium, yang tersedia secara komersial dan menunjukkan reaktivitas yang lebih baik. Senyawa organonatrium utama yang penting secara komersial adalah natrium siklopentadiena. Natrium tetrafenilborat juga dapat diklasifikasikan sebagai senyawa organonatrium karena natrium dalam
keadaan padat terikat pada gugus aril. Senyawa organologam dari logam alkali yang lebih tinggi lebih reaktif daripada senyawa organonatrium dan manfaatnya terbatas. Pereaksi yang terkenal adalah basa Schlosser, suatu campuran "n"-butillithium dan kalium "tert"-butoksida. Pereaksi ini bereaksi dengan propena membentuk senyawa alilkalium (). "cis"-2-Butena dan
"trans"-2-butena berada dalam kesetimbangan ketika bereaksi dengan logam alkali. Sementara isomerisasi berlangsung cepat dengan lithium dan natrium, isomerisasi berlangsung lambat dengan logam alkali yang lebih tinggi. Logam alkali yang lebih tinggi juga menyukai konformasi kongesti akibat halangan sterik. Beberapa struktur kristal senyawa organokalium telah dilaporkan, memantapkan bahwa senyawa
tersebut, seperti senyawa natrium, bersifat polimer. Senyawa organonatrium, organokalium, organorubidium dan organocaesium sebagian besar bersifat ionik dan (hampir) tidak larut dalam pelarut nonpolar.
Meskipun fransium adalah logam alkali terberat yang telah ditemukan, telah ada beberapa karya teoretis yang memprediksi karakteristik fisika dan kimia logam alkali hipotetis yang lebih berat. Sebagai unsur unsur periode 8 yang pertama, unsur yang belum ditemukan ununennium (unsur 119) diprediksi menjadi logam alkali berikutnya setelah fransium dan berperilaku seperti
kongenernya yang lebih ringan; namun, diperkirakan juga berbeda dari logam alkali yang lebih ringan dalam beberapa sifat. Sifat kimianya diprediksi akan mendekati nilai kalium atau rubidium, bukan cesium atau fransium. Ini di luar kebiasaan tren periodik, dengan mengabaikan efek relativistik akan memprediksi ununennium lebih reaktif daripada cesium dan fransium. Penurunan reaktivitas
disebabkan oleh stabilisasi relativistik elektron valensi ununennium, yang meningkatkan energi ionisasi pertama dan menurunkan jari-jari logam dan jari-jari ion; efek ini sudah terlihat pada fransium. Ini mengasumsikan bahwa ununenium akan, secara kimiawi, berperilaku sebagai logam alkali, yang, mungkin tidak benar, merupakan akibat efek relativistik.
Stabilisasi relativistik orbital 8s juga meningkatkan afinitas elektron ununenium jauh melampaui cesium dan fransium; memang, ununenium diperkirakan memiliki afinitas elektron tertinggi daripada semua logam alkali yang lebih ringan daripadanya. Efek relativistik juga menyebabkan penurunan yang sangat besar dalam polarisabilitas ununenium. Di sisi lain, ununennium diperkirakan akan melanjutkan tren titik leleh menurun ke bawah golongan, diperkirakan memiliki titik leleh antara 0 °C dan 30 °C.
Stabilisasi elektron valensi ununennium yang berdampak pada kontraksi orbital 8s menyebabkan radius atom turun menjadi 240 pm, sangat dekat dengan rubidium (247 pm), sehingga kimia ununennium pada tingkat oksidasi +1 lebih mirip dengan kimia rubidium daripada fransium. Di sisi lain, jari-jari ion Uue diperkirakan lebih besar daripada Rb, karena orbital 7p tidak stabil dan dengan demikian
lebih besar daripada orbital-p dari kelopak yang lebih rendah. Ununennium juga dapat menunjukkan tingkat oksidasi +3, yang tidak terlihat pada logam alkali lainnya, di samping tingkat oksidasi +1 yang merupakan karakteristik logam alkali lainnya dan juga merupakan tingkat oksidasi utama semua logam alkali yang dikenal: ini karena destabilisasi dan
perluasan dari spinor 7p, menyebabkan elektron terluarnya memiliki energi ionisasi yang lebih rendah daripada yang diharapkan. Memang, banyak senyawa ununenium diharapkan memiliki karakter kovalen yang besar, karena keterlibatan elektron 7p dalam ikatan.
Tidak banyak penelitian yang dilakukan untuk memprediksi sifat-sifat logam alkali setelah ununenium. Meskipun ekstrapolasi sederhana dari tabel periodik akan menempatkan elemen 169, unheksenium, di bawah ununenium, perhitungan Dirac-Fock memprediksi bahwa logam alkali berikutnya setelah ununennium sebenarnya adalah unsur 165, unhekspentium, yang diperkirakan memiliki konfigurasi