一、金屬鍵通論：
金屬鍵是指在合金或金屬晶體中將兩個或更多的金屬原子結合在一起的一種吸引力。例 如鈉、銀、金等金屬只具有一個容易游離的價電子可參與鍵結，因此若要依據局部電子對的 鍵結理論，要使一個金屬原子同時與周圍很多的其他金屬原子發生共價鍵結是不可能的事 情。為了要了解金屬鍵結的本性，首先就需要有「電子海」(e1ectron-sea)的觀念。
金屬鍵，是由許多空價軌域的原子，藉著這些原子中容易移動的價電子所形成的，這 些電子可以在附近原子的空價軌域任意移動，它們和這些原子核間的作用並無不同，所以 我們實在不必區分那個電子是屬於那個原子的，可以把這些電子視為可在晶體中任意運動。
所以金屬晶體的結構可以想像為如下：一排一排金屬的陽離子很整齊的排在結晶格子上，
他們的價電子在整個晶體中來往運動不息，如有「電子海」一般。故金屬鍵不具方向性。
二、金屬鍵形成的條件：1. 低游離能；2. 有空價軌域 1. 低游離能或低電負度
金屬元素和類金屬元素的游離能通常小於 924 kJ/mol，而非金屬元素的游離能通常大於 924 kJ/mol。金屬原子因具有低游離能及低電負度的特性，價電子容易自由移動。
2. 空價軌域
金屬元素的價電子數目少，即有空之價軌域。有空價軌域，價電子才可以自由地進入鄰近 原子的空價軌域，接近其核。
三、金屬晶體的性質 1. 有金屬光澤。
2. 電和熱之良導體：導電性隨溫度的升高而 。由於金屬靠自由電子(即價電子)導電 一旦金屬受熱，電子海中之原子核振動增加，阻礙了價電子之流速；超導材料之觀念，
即是設法將原子核振動停止(降溫)，使價電子無阻礙而達成零電阻狀態。
3. 有延展性。如圖示
4. 合金：
(1)合金
合金(alloy)是由金屬與其它金屬或非金屬混合而成之均勻混合物。
若依成分比例來分，可分為兩種：
(a)合金化合物：依一定比例結合而成的金屬晶體。
例：SnMg2，Cu Al3 ，MgCu2，Mg Pb2 ，Li Bi3
(b)固態溶液：均勻的金屬混合物，各元素的組成不一定。
例：黃銅是含Cu 65～70％，含Zn 30~35％之混合物 (2)合金的性質：
(a)合金常產生局部 性，減少自由電子的活動，故常使導電度 降低 。
(b)合金中常因形成具方向性之共價鍵，故會變硬而脆；如於金屬中加入C、N 、P、S等，
常使金屬硬度 增加 ，但延展性 變小 。 (c)合金熔點會 改變 。
(d)合金光澤會 改變 。 四、金屬鍵的強度：
金屬鍵強度取決於價電子數的多寡(即 之大小)及原子半徑大小。
1. 價電子較多， 核電荷 較大的元素，則電子與核間引力較強；故核電荷越大，金屬鍵就 越強 。
2. 原子半徑大小：原子半徑越大，則原子核對價電子吸引力就越弱，反之則越強；故原 子半徑越大，金屬鍵就 越弱 。
五、能帶理論：
金屬是由無數個金屬原子所組成，而每個金屬原子又能夠互相作用。如圖所示，當n 個 鋰原子結合前，n 個 2 s 價原子軌域的能量相等，但在金屬晶體中，這些軌域可因原子間的 相互作用而形成n 個價分子軌域，來容納金屬中 n 個原子的價電子，由於價分子軌域間的能 量甚為接近且密集，能夠形成一個能量帶。
1. 價帶(valence band)
價電子所佔有之能量帶稱之為價帶 2. 傳導帶(conduction band)
未被價電子所佔滿的較高能量帶稱之為傳導帶。
3. 鋰的能帶：
(1)鋰的能帶
若有 1023個鋰原子，結合前有1023個能量相等之原子軌域，形成晶體時，原子軌域組 合形成1023個能量差很小之分子軌域，這群密集的分子軌域，就稱為帶(band)。鋰 原子1s 軌域填滿了電子，因此，1s 分子軌域亦填滿了電子，但 2s 分子軌域只有一 半(能量較低者)填滿電子，這些電子若有能量供應，極易被激發而移至能量較高的 未填滿軌域(傳導帶)。
(2)金屬的導電
金屬之所以容易導電，是因為價電子只需很少量的能量就能從價帶躍遷到傳導帶中成為 不成對電子，並能在電場的作用下於整個晶體中自由移動。
4. 金屬、半導體及絕緣體之能帶差(Eg) (1)金屬導體
在金屬導體中，價帶與傳導帶緊緊鄰靠在一起，例如鋰及其他鹼金族元素。
(2)絕緣體
絕緣體中，價帶與傳導帶之能量差甚大，價電子甚難獲得足夠能量，從價帶躍遷到 傳導帶而導電，例如玻璃、金鋼石、橡皮等。
(3)半導體
半導體的導電性則介於導體與絕緣體之間，導電度隨溫度之升高而 ，因價帶 與傳導帶之間的能階差較絕緣體小，電子可因加溫而從價帶躍遷到傳導帶。例如：硼 矽、鍺、砷、銻、碲、釙、砈(即類金屬)
B、Si、Ge、As、Sb、Te、Po、At
【範例 2】
下列元素具有半導體的性質？ (A)Si (B)C (C)P4 (D)Cu (E)Ge。
Ans
： (A)(E)
【範例 3】
金屬之導熱及導電性均較非金屬為佳，因為？
(A)金屬常較非金屬更具完整之晶體結構 (B)金屬常較非金屬具較高之熔點
(C)金屬內之價電子較非金屬內之價電子具較大移動性 (D)金屬之游離能常較非金屬游離能高
(E)金屬原子常較非金屬原子含有更多電子。
Ans ： (C)
【範例 4】
下列有關物質導電性之敘述，何者不正確？
(A)半導體的導電性隨溫度的升高而增大 (B)金屬的價帶和傳導帶緊鄰在一起而能導電
(C)離子固體熔解後，因價帶和傳導帶能量差異甚小，而能導電 (D)絕緣體的傳導帶和價帶之能量相差過大，所以不能導電。
Ans ： (C)
【範例 5】
下列關於金屬晶體之敘述何者正確？
(A)金屬鍵可視為不具方向性的共價鍵
(B)金屬中加入C、P和S後可使金屬硬化，乃因此等元素能形成具有方向性之共價鍵 (C)金屬晶體可視為結晶格子上之陽離子與自由電子所組成
(D)金屬晶體導電，乃由於價電子之移動 (E)各種金屬之堆積結構均相同。
Ans ： (A)(B)(C)(D)
【範例 6】
下列敘述何者錯誤？
(A)離子晶體在液態及水溶液中之導電均靠離子之移動 (B)凡溶於水而可導電者不一定為離子晶體
(C)金屬導電時無化學反應發生 (D)金屬鍵強度與導電性大小成正比。
Ans ： (D)
【範例 7】
何種物質之傳導帶與價帶的能量差最大？ (A)Na (B)S (C)Si (D)Cu。
Ans ： (B)
【範例 8】
關於金屬晶體之下列敘述何項有誤？
(A)金屬元素中各原子僅為金屬鍵結合 (B)金屬晶體中的電子均為自由電子
(C)金屬晶體延展時，不會產生正電荷相遇之斥力
(D)參與金屬鍵之電子不再屬於某原子，而屬於整個晶體 (E)金屬鍵可視為一種沒有方向性的共價鍵。
Ans ： (B)
【範例 9】
下列有關金屬之敘述，何者不正確？
(A)金屬元素的價電子在整個金屬結晶格子中自由移動，故易導電 (B)金屬原子的層面可以滑動，因此具有延展性
(C)青銅用於製銅像是銅和鍚的合金
(D)合金是由兩種或兩種以上之金屬元素組成，金屬和非金屬元素無法組成合金。
Ans ： (D)
【範例 10】
有關離子晶體和金屬晶體的敘述，何者正確？
(A)離子晶體和金屬晶體在固態時皆具有導電性 (B)離子晶體不具延展性 (C)離子晶體的熔點一定較金屬晶體為高 (D)離子晶體的導熱性不良
Ans
： (B)(D)