Si lo que quieres es evitar recorrer el array para acceder al objeto cuya propiedad satisfaga tu condición, debes cambiar la estructura en la que almacenas esa información. En vez de un `Array` utilizar un `Objeto`, cuya clave sea el valor de la propiedad a la que quieres acceder. Por lo tanto, en tu caso para evitar recorrer el array y tener un acceso rápido al valor que buscas, haría algo así:

<!-- begin snippet: js hide: false console: true babel: false -->

<!-- language: lang-js -->

    var metales = {
      'Li' : {
        'nombre': 'Litio',
        'valencia': 1
      },
      'Na' : {
        'nombre': 'Sodio',
        'valencia': 1
      },
      'K' : {
        'nombre': 'Potasio',
        'valencia': 1
      }
    };

    console.log('Metal encontrado : Símbolo(K) -> Nombre ' + metales['K'].nombre + '; Valencia 1? ' + !!(metales['K'].valencia == 1) ); 

<!-- end snippet -->

Nota la sintaxis : `metales['K']` para acceder al objeto que deseas. 
Eliminé la propiedad `simbolo` de los objetos, porque realmente ya no haría falta.