2.3.1.4   Kryształy o wiązaniu metalicznym – metale

W sieci metalicznej węzły sieci przestrzennej są obsadzone przez atomy pozbawione elektronów walencyjnych (I.1.2) (tzw. "zręby atomowe” – jony dodatnie). Elektrony walencyjne są „zdelokalizowane (I.3.2.2)” i tworzą „chmurę elektronową” (gaz elektronowy Fermiego) przenikającą cały kryształ (rys. 4.08). Obecność „gazu elektronowego” ogranicza siły odpychania pomiędzy kationami tworzącymi sieć i stabilizuje w ten sposób strukturę krystaliczną metalu. W  metalu znajduje się około  swobodnych elektronów. 

Rys.4.08. Przepływ swobodnych elektronów w metalu pod wpływem pola elektrycznego.

Obecność „chmury elektronowej” zapewnia kryształom metalicznym przewodnictwo elektronowe (rys. 4.08). Z kolei kationowa budowa sieci krystalicznej zapewnia metalom plastyczność, której nie mają kryształy jonowe. Wzajemne przemieszczenia kationów w sieci krystalicznej metalu wywołane zewnętrzną siłą w niewielkim stopniu wpływają na oddziaływania między elementami struktury kryształu (kationami) (rys.4.09a). W przypadku kryształu jonowego przemieszczenie jonów może doprowadzić do destrukcji sieci (kruchość), wskutek zamiany sił przyciągania na siły odpychania (rys.4.09b).

Rys.4.09a. Poślizg płaszczyzn sieciowych kryształu metalicznego. Siły spójności nienaruszone, metal posiada własności plastyczne.

Rys.4.09b. Poślizg płaszczyzn sieciowych kryształu jonowego. Destrukcja kryształu w wyniku sił odpychania – powodująca kruchość i brak własności plastycznych.

Tworzenie „gazu elektronowego” w kryształach metali jest spowodowane nałożeniem się zewnętrznych orbitali atomowych (I.1.4.5). Ilustruje to rysunek 4.10 przedstawiający powstawanie „pasma przewodnictwa” wskutek „rozmywanie” się zewnętrznych orbitali atomów sodu w miarę zbliżania się tych atomów w procesie tworzenia sieci krystalicznej.

Rys.4.10.