金属键的改性与共价键理论

金属晶体中的金属原子、金属离子和自由电子之间的结合力称为金属键。金属键的特征是没有方向性和没有饱和性。

20世纪初，德鲁德（Drude）等人首先提出金属的自由电子气模型。该模型认为：在固态或液态金属中，由于金属原子的电离能较低，金属晶体中的原子的价电子可以脱离原子核的束缚，成为能够在整个晶体中自由运动的电子，这些电子称为自由电子。失去电子的原子则形成了带正电荷的离子。自由电子可以在整块金属中运动，而不是从属于某一个原子。正是由于这些自由电子的运动，把金属正离子牢牢地粘在一起，形成了所谓的金属键。这种键也是通过共用电子而形成的。因此，可以认为金属键是一种改性的共价键，其特点是整个金属晶体中的所有原子共用自由电子，就像金属正离子存在于由自由电子形成的“海洋”中，或者说在金属晶格中充满了由自由电子组成的“气”。自由电子的存在使金属具有光泽，以及良好的导电性、导热性和延展性。

金属中的自由电子吸收可见光而被激发，激发的电子在跃回到较低能级时，将所吸收的可见光释放出来。因此，金属一般呈银白色光泽。

由于金属晶体中含有可自由运动的电子，在外加电场的作用下，这些电子可以做定向运动而形成电流。因此，金属晶体具有导电性。(www.xing528.com)

当金属晶体的某一部分受到外加能量而温度升高时，自由电子的运动加速，晶体中的原子和离子的振动加剧，通过振动和碰撞将热能迅速传递给其他自由电子，即热能通过自由电子迅速传递到整个晶体中，所以金属具有导热性。

金属中的原子和离子是通过自由电子的运动结合在一起的，相邻的金属原子之间没有固定的化学键，因此，在外力作用下，一层原子在相邻的一层原子上滑动而不破坏化学键。这样，金属具有良好的延展性，易于机械加工。

金属键的改性共价键理论能定性地解释了金属的许多特性，但不能解释导体、半导体和绝缘体的本质区别。