Все металлы первой группы химически очень активны, что обусловлено низ­кими значениями энергий атомизации и ионизации. Значения стандартных электродных потенциалов Е°(М⁺/М)отрицательные. Вниз по груп­пе разность суммарных значений энергий процессов атомизации, ионизации и гидратации нивелируется, что приводит к равенству потенциалов Е°(М⁺/М)в растворе для лития и цезия.

Аномально низкий стандартный электродный потенциал пары Li⁺/Li, не соответ­ствующий его реальной химической активности, является следствием высокой энер­гии и энтропии гидратации. Энтальпия ΔH(Li⁺/Li)процесса Li⁺(p.) + е^– = Li(тв.) равна взятой с обратным знаком сумме энергий атомизации, ионизации и гидратации. Благодаря высокой энергии гидратации катиона лития (ΔH_гидр= -520 кДж/моль) значе­ние ΔH(Li⁺/Li)оказывается равным -159 кДж/моль, в то время как ΔH(Na⁺/Na) = -197 кДж/моль. Поскольку Li⁺, обладая высокой плотностью заряда, сильно деформирует структуру воды, его энтропия гидратации оказывается существенно выше, чем аналогич­ная величина для катиона натрия. Это приводит к тому, что ΔG°(Li⁺/Li)= ΔH(Li⁺/Li) –TΔS°(Li⁺/Li)> ΔG°(Na⁺/Na), aE°(Li⁺/Li) < E° (Na⁺/Na) (ΔG° = –nE°F).

Литий, натрий и калий хранят под слоем углеводородного растворителя, чаще все­го керосина, для предотвращения реакции с кислородом и водяным паром, однако с ними можно работать на воздухе, соблюдая соответствующие меры предосторожности. Работа с рубидием и цезием требует инертной атмосферы.

Видео. Воспламенение рубидия на воздухе

Все щелочные металлы легко окисляются кислородом:

4Li + O₂ = 2Li₂O Видео. Горение лития

2Na + O₂ = Na₂O₂  Видео. Горение натрия

K + O₂ = KO₂ Видео. Горение калия

Rb + O₂ = RbO₂

Cs + O₂ = CsO₂

галогенами:

2Na + Cl₂ = 2NaCl Видео. Горение натрия в хлоре

Примечание! Для инициации реакции натрия с хлором на видео была добавлена вода, которая реагирует с металлом, выделяя энергию в виде теплоты

2K + Cl₂ = 2KCl Видео. Горение калия в хлоре

При нагревании взаимодействуют с водородом, фосфором:

2Na + H₂ = 2NaH

3Na + P = Na₃P

 С серой реакция протекает при нагревании или при механическом воздействии (трении, ударе):

2Na + S = Na₂S Видео. Взаимодействие натрия с серой

Реакция экзотермическая, избыток серы загорается: S + O₂ = SO₂

    С азотом легко реагирует лишь литий. Хотя эта реакция медленно протекает даже при комнат­ной температуре, обычно ее проводят при 350 °С:

6Li + N₂ = 2Li₃N

 При нагревании лития или натрия с углем или ацетиленом образуются ацетилениды М₂С₂:

2Li + 2C = Li₂C₂ (t°)

2Na + C₂H₂ = Na₂C₂ + H₂ (t°)

 Калий, рубидий и цезий карбидов не образуют, однако спо­собны внедряться между слоями графита, образуя соединения включения типа C_nМ (n = 8, 24, 36, 48, 60).

Сплавы щелочных металлов со ртутью называют амальгамами. Амальгама натрия (жидкая при малом содержании Na) — удобный восстановитель при проведении синтеза в водном растворе, так как она довольно медленно и спо­койно разлагается водой. Обычно амальгаму готовят, постепенно добавляя мелко нарезанный натрий к сухой ртути и осторожно перетирая смесь в ступке:

Na + Hg = Na(Hg)

При выдерживании смеси натрия с ртутью в соотно­шении 1:1 в запаянной ампуле при 200 °С получают желтые с металлическим блеском кристаллы NaHg.

Амальгама натрия находит широкое применение в лабораторной практике в каче­стве восстановителя. Ее используют, например, для получения гипонитритов — солей неустойчивой азотноватистой кислоты:

2NaNO₂ + 4Na(Hg) + 2Н₂O = Na₂N₂O₂ + 4NaOH