物理的および化学的性質

化学的には、どれも強い還元剤です。 遊離金属は液体アンモニアに溶け、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの濃い青色の溶液は、金属イオンと最も珍しい種、溶媒和電子、または金属と溶媒の相互作用から生じる電子を含むと考えられるので、大きな関心を呼んでいます。 これらの元素の高濃度溶液は金属的な銅のような外観をしており、さらに蒸発させると一般式M(NH3)6に相当するアンモニアを含む残留物（アンモニア塩）が生成する。 時間とともにアンモニア酸塩は分解し、アミドであるM(NH2)2が生成する。

アルカリ土類元素の原子はすべて類似した電子構造を持っており、一番外側の軌道に一対の電子（s電子と呼ぶ）があり、その中に希ガスに相当する安定した電子配置がある。 ヘリウム（He）、ネオン（Ne）、アルゴン（Ar）、クリプトン（Kr）、キセノン（Xe）、ラドン（Rn）の希ガス元素はおおむね完全な電子殻を有している。 ストロンチウムは1s22s22p63s23p63d104s24p65s2という配置で、5s2と書かれることもある。 同様に、ベリリウムは2s2、マグネシウムは3s2、カルシウムは4s2、バリウムは6s2、ラジウムは7s2と表記されることがあります。 元素をある条件で加熱したときに得られる原子スペクトルの顕著な線は、2個のs電子のうちの1個がより高いエネルギーの軌道に昇格した原子の状態から生じています。 イオン化エネルギー（原子から電子を取り除くのに必要なエネルギー）は、ベリリウム（9.32eV）からバリウム（5.21eV）へと連続的に減少し、最も重いラジウムは5.28eVとわずかに高いイオン化エネルギーを持っています。 周期表で見ると、下層に行くに従って滑らかな変化が見られるが、これは表の連続した行の電子殻の充填が不均一であるためである。 s 電子はまた、化学結合を形成するのに必要なものと同様のエネルギーによって、同じ主量子数の（同じ殻内の）p 軌道に昇格することができる。したがって、軽い原子は、1s2 という他の類似した電子配置を持つヘリウムとは異なり、安定した共有結合構造を形成することができる。 このイオンは、誘電率が高く電荷を吸収する能力が高い水などの溶媒との静電的相互作用や、塩に見られるようなイオン格子の中で反対の電荷を持つイオンと結合することによって安定化される。 2番目のS電子を取り除くのに必要な余分なエネルギー（2番目のイオン化エネルギーは1番目の約2倍）は、2重に帯電したイオンに存在する余分な結合エネルギーによって補われます。 しかし、アルカリ土類原子から3個目の電子を取り除くには、既知の化学環境から回収できるエネルギーよりも大きなエネルギーを消費する必要がある。 その結果、アルカリ土類金属は、その化合物において+2より大きい酸化状態を示さない。

内核が大きくなるにふさわしく、アルカリ土類元素のイオンの半径は、4の配位数（すなわち、1Å = 10-8cm）に対して0.27オングストロームの半径を持つBe2+から着実に増大する。 のBe2+から、半径1.48Åで配位数8のRa2+まで、どんどん増えていきます。