금속결합

이런 고체는 조밀하게 배열된 원자들로 구성된다. 금속 원자의 최외각전자(最外殼電子) 껍질은 대부분 많은 이웃 원자들과 겹치기 때문에 이들의 원자가전자(原子價電子)는 한 원자에서 다른 원자로 계속 옮겨다니며 특정한 원자쌍에 제한되지 않는다. 결국 공유결합 물질과는 달리 금속 원자의 원자가전자는 특정 부분에 묶여 있지 않고 비교적 자유롭게 결정 내부를 떠돌아다닐 수 있다. 전자를 잃은 원자는 양이온이 되며, 이 양이온과 원자가전자가 상호작용하는 응집력(또는 결합력)이 금속결정을 이룬다.

금속의 특성인 원자가전자가 자유전자라는 독특한 성질로 말미암아 금속은 높은 전기전도도를 갖게 된다. 공유결합 결정에서는 열을 가해서 전도대(傳導帶)가 생겨야만 원자가전자가 움직이지만, 금속의 원자가전자는 열을 가하지 않아도 전기장을 걸어주면 움직일 수 있다.

금속의 전성(展性)과 연성은 금속이 자유전자를 가질 뿐만 아니라 금속 이온 사이의 결합력에 방향성이 없기 때문에 생기는 성질이다. 즉, 금속은 두드리거나 잡아 늘여도 쪼개지지 않는데, 그 이유는 결정면에 있는 이온들이 매우 쉽게 서로 위치를 바꿀 수 있기 때문이다. 또한 같은 전하를 가진 이온이 서로 가까이 오게 되면 강한 반발력이 생겨서 금속 결정이 쪼개질 수 있는데, 금속의 원자가전자들이 이와 같은 이온들 사이에서 완충작용을 하여 금속이 쪼개지지 않게 한다.