s区元素原子的外层电子构型为ns^1-2，系周期表中的第ⅠA、ⅡA族元素，包括碱金属的锂、钠、钾、铷、铯、钫和碱土金属的铍、镁、钙、锶、钡、镭。其中锂、铷、铯和铍是稀有元素，而钫和镭是放射性元素。

    s区元素的单质，除氢外，它们的晶体结构都属于金属晶体，具有银白色的光泽，能导电和导热，它们的主要物理性质见表5－2。

表5－2  s区元素某些单质的主要物理性质

    由表5－2可见，碱金属具有密度小、硬度小、熔点低、导电性强的特点，是典型的轻金属。碱土金属的密度，熔点和沸点则较碱金属为高。Li、Na、K都比水轻，锂是固体单质中最轻的，它的密度约为水的一半。碱土金属的密度稍大些，但钡的密度比常见金属如Cu、Zn、Fe还小很多。
    碱金属元素原子的价层电子结构为ns¹，最外层层只有一个电子，次外层为8电子（Li为2电子），对核电荷的屏蔽效应较强，所以这一个价电子离核较远，特别容易失去。因此，各周期元素的第一电离能以碱金属为最低。与同周期的元素比较，碱金属原子体积最大，只有一个成键电子，在固体中原子间的引力较小，所以它们的熔点、沸点、硬度、升华热都很低，硬度较小。碱土金属属的原子半径较小，金属键较强些。因此，熔点和沸点较高，硬度和密度较大，但仍为轻金属。第ⅠA、ⅡA族金属单质之所以比较轻，是因为它们在同一周期里比相应的其他元素相对原子质量较小，而原子半径较大的缘故。
    碱金属和碱土金属晶体均为金属晶格，碱土金属由于核外有两个有效成键电子，原子间距离较小，金属键强度较大，因此，它们的熔点、沸点和硬度均较碱金属高，导电性却低于碱金属。碱土金属的物理性质变化不如碱金属那么有规律，这是由于碱土金属晶格类型不是完全相同的缘故。碱金属皆为体心立方晶格，碱土金属中，Be、Mg为六方晶格，Ca、Sr为面心立方晶格，Ba为体心立方晶格。
    锂、钠、钾这些金属能形成在常温下为液态的合金。例如钾－钠合金（K 77．2％－Na 22．8％）的熔点为－12．3℃，被用做原子能反应堆的冷却剂。
    铍和镁常用来制造各种轻合金。例如镁铝合金和铍青铜合金。镁铝合金轻而坚固，广泛应用于航空制造工业；铍青铜合金硬度大、无磁性、耐磨和抗腐蚀，用于制造精密仪器及飞机的零件、内燃机和航海罗盘等。
    碱金属，尤其是铯，失去电子的倾向很大。当受到光的照射时，最外层电子能溢出，因此常用铯（也可用钾、铷）制造光电子管。
    除铍、镁外，碱金属和碱土金属及其化合物在无色火焰中灼烧时，火焰发出特征的颜色，这叫“焰色反应”。锂使火焰呈红色，钠呈黄色，钾和铯呈紫色，钙呈橙色，锶呈洋红色，钡呈浅绿色。碱金属和钙、锶、钡的盐，在灼烧时为什么能产生不同的颜色呢？因为当金属或其盐在火焰上灼烧时，原子被激发，电子接受了能量从较低的能级跳到较高能级，但处在较高能级的电子是很不稳定的，很快跳回到低能级，这时就将多余的能量以光的形式放出。原子的结构不同，就发出不同波长的光，所以光的颜色也不同。碱金属和碱土金属等能产生可见光谱，而且每一种金属原子的光谱线比较简单，所以容易观察识别。在定性分析化学中，可以根据火焰的颜色定性的鉴别这些元素的存在与否，但一次只能鉴別一种离子。同时利用碱金属和钙、锶、钡盐在灼烧时产生不同焰色的原理，可以制造各色焰火，例如红色焰火的简单配方为KClO₃34％，Sr（NO₃）₂45％，炭粉10％，镁粉4％，松香7％（质量分数）。绿色焰火的简单配方为Ba（ClO₃）₂38％，Ba（NO₃）₂40％，S 22％（质量分数）。