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Zur 1. Hauptgruppe des Periodensystems gehören die Elemente Wasserstoff, Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Caesium. Wasserstoff, der in der ersten Periode steht, ist ein typisches Nichtmetall. Die übrigen Elemente der 1. Hauptgruppe werden auch Alkalimetalle genannt, sie sind weiche, reaktionsfähige Metalle.
Die Alkalimetalle besitzen ein einziges Valenzelektron, das sie leicht abgeben können. Sie sind daher sehr reaktiv und kommen in der Natur nur in gebundener Form vor. Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum.

Pflanzenwachstum entzieht dem Boden nach und nach die für die Bildung von Biomasse erforderlichen Mineralsalzionen. In einem natürlichen Biotop werden sie durch die Stoffkreisläufe der darin befindlichen Lebewesen immer wieder ergänzt; anders auf den vom Menschen genutzten Feldern und Wiesen.

Durch Wachstum und Ernte werden dem Boden ständig Mineralsalze entzogen, werden aber nicht auf natürlichen Weg wieder zurückgeführt. Der Boden würde ohne entsprechende Düngung verarmen.

Neutralisationsreaktionen sind spezielle Reaktionen zwischen Säuren und Basen, bei denen äquivalente Stoffmengen der Basen und Säuren miteinander reagieren. Bei dieser exothermen Reaktion heben sich die Wirkung der Säure und Base gegenseitig auf und man erhält in der Regel eine neutrale Lösung mit dem pH-Wert von 7. Dieser Fakt wird in der Technik, in der Medizin bzw. auch in der Landwirtschaft häufig bewusst ausgenutzt, spielt aber auch in der oft in der Natur eine Rolle.

Stickstoff wird für den Aufbau des pflanzlichen Eiweißes benötigt, sodass stickstoffhaltige Mineraldünger den Wuchs der Pflanzen fördern. Als Stickstoffdüngemittel sind Ammoniumsalze, Nitrate und einige Amide von Bedeutung. Der wichtigste Stickstoffdünger ist jedoch Harnstoff.