金属键jinshujian

金属原子在结合成晶体时，原来属于各原子的价电子公有化，成为能在整个金属晶体中自由运动的价电子气。在金属晶体内排在格点上的正离子骨架之间，充满了自由电子的云雾，这种由负电子云把正离子实紧紧连结在一起的作用称为金属键。金属键没有方向性和饱和性。
从分子轨道理论来看金属键，当N个金属原子形成晶体时，它的每个外层价电子轨道均能线性组合成N个分子轨道，这些分子轨道的能量非常接近，连成一片，称为能带。如果各个分离的原子轨道能量相离很远，相邻原子间距离非常大，邻近原子轨道没有明显的重叠，那么各个能带就彼此分离。如果初始原子轨道能量很接近，相邻原子充分靠近时，则各个带之间就会发生重叠。若相邻能带互不重叠，中间的能量间隔称为禁带，电子的能量不允许落在这个范围内。完全被电子充满的能带称为满带； 完全空的能带称为空带； 被电子部分填充的能带称为导带。根据能带结构中禁带宽度和能带中电子填充的情况，可以决定某物质是导体、半导体或绝缘体。一种物质，若具有部分被电子填充的能带，即导带，这个带中的电子，在电场作用下，可起导电作用，这样的物质称为导体，如金属。若只有满带和空带，而且禁带很宽，在一般的外界因素影响下，激发的电子数很少，以至没有可察觉的导电性，这种物质，称为绝缘体，如金刚石。半导体的特征也是只有满带和空带，但满带和空带间的禁带很窄。在一般激发条件下，满带中的电子较易跃入空带，使空带中有了电子，满带中有了空穴，都是载流子，在外场作用下，可以导电，如硅、锗。能带理论能很好地说明金属的共同物理性质，如导电性、导热性、金属光泽、延展性、可塑性等。但有些问题还说明不了，如某些过渡金属有高硬度、高溶点等性质。金属键理论仍在发展中。