안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
주기율표의 같은 족에서 아래로 갈수록 원자 반지름이 커지면서 이온화 에너지가 감소하여, 최외각 전자를 잃고 양이온이 되기 훨씬 쉬워지기 때문입니다. 알칼리 금속이 물과 반응하는 화학적 과정은 금속 원자가 최외각에 위치한 전자 1개를 잃고 산화되어 양이온이 되는 것입니다. 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.
주기율표 아래로 내려갈수록 전자 껍질이 하나씩 증가함에 따라 원자의 반지름이 급격히 커집니다. 최외각 전자가 원자핵으로부터 멀어질 뿐만 아니라, 안쪽 전자 껍질에 채워진 전자들이 원자핵의 양전하를 가로막는 가막음 효과를 일으키기 때문에 최외각 전자가 원자핵으로부터 받는 실질적인 유효 핵전핵가 크게 줄어듭니다. 원자핵이 최외각 전자를 잡고 있는 힘이 약해지기 때문에, 전자를 1개 떼어내는 데 필요한 최소한의 에너지인 이온화 에너지가 아래로 갈수록 점차 낮아집니다.
결과적으로 아래쪽에 위치한 세슘이나 루비듐 같은 금속은 물 분자와 만났을 때 최외각 전자를 매우 쉽게 방출합니다. 전자가 방출되는 속도가 빠를수록 반응 시 발생하는 열과 수소 기체의 생성 속도가 기하급수적으로 증가하여 대폭발을 일으키게 됩니다.