Раніше вже говорилося, що при утворенні хімічного звязку відбувається розщеплення дискретних енергетичних рівнів ізольованих атомів на рівні, які групуються в зони, між якими можуть бути енергетичні зазори Можливі такі ситуації:

1) верхні дозволені зони перекриваються

2) між верхніми дозволеними зонами виникає енергетичний зазор Eg

Саме існування Eg  і його величина повністю визначається індивідуальною електронною структурою взаємодіючих атомів

З точки зору заповнення енергетичних зон електронами при низьких температурах можливі три випадки:

1) енергетичні зони перекриваються, верхня зона не повністю заповнена

2) перекриття зон відсутній, верхня зона не повністю заповнена

3) верхня заповнена зона відокремлена від наступної (порожній) зони забороненою зоною Eg

У першому і другому випадках реалізуються металевий звязок, в третьому випадку – ковалентний звязок

У металах приналежність валентних електронів до певного атому встановити не вдається, оскільки валентні електрони з невеликою енергією іонізації вільно переміщаються за доступними орбиталям всіх сусідніх атомів, забезпечуючи звязок між ними, тобто валентні електрони є колективізованими і делокалізованной Вони рівномірно розподілені по всьому обєму металевого кристал

ла Розподіл електронної густини заряду навколо іонів, які утворилися в результаті «віддачі» атомами в колективне користування своїх валентних електронів, є приблизно сферіческісімметрічним Це дозволяє представити структуру такого кристала у вигляді іонного остову, зануреного в «газ» з колективізованих валентних електронів, взаємодія яких з іонами компенсує сили відштовхування між однойменно зарядженими іонами Таким чином, металевий звязок носить ненаправленої і ненасичений характер

Енергія колективізованих валентних електронів в металах квантована, але з дуже малою різницею сусідніх енергетичних рівнів Валентні електрони прагнуть зайняти найнижчі енергетичні рівні У металах існує кореляція між величиною енергії звязку і енергією Фермі: Eзвя = AF, Де A* – Коефіцієнт, залежить від природи металу (зазвичай A∗ < 1 [15])

Для абсолютної більшості металів наслідком відсутності спрямованості звязку і відсутності обмежень, обумовлених наявністю меж стійкості кристалічної структури, є висока симетрія і велика компактність кристалічних структур Метали кристалізуються в структури з ретельним упаковкою атомів, що забезпечує мінімальність повної енергії кристала З кристалографії відомо, що найбільш щільну упаковку мають гексагональная (Zк = 12) і кубічна гранецентрированная (Zк = 12) решітки, а кубічна обемноцентрірованная решітка (Zк = 8) має трохи меншу щільність Більшість металів і велике число металевих зєднань кристалізуються з утворенням однієї з цих грат

Джерело: І А Случинський, Основи матеріалознавства і технології напівпровідників, Москва – 2002