在一百多种化学元素中，金属约占80%,它们有许多共同的性质:不透明、有金属光泽、能导电传热.富有延展性。金属的这些通性和金属键密切相关。

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对金属键本质的理解有特鲁德索末菲的自由电子模型和能带理论等。前者的基本思想是:金属元素的电负性较小,电离能也小，外层价电子容易脱离原子核的束缚而在金属晶粒中由各个正离子形成的势场内自由地运动，即为“自由电子”或称“离域电子”。这些在三维空间中运动、离域范围很大的电子,与正离子吸引胶合在-起形成金属晶体。带负电的自由电子与带正电荷的金属离子之间的作用力即金属键。

按“自由电子模型”,电子间相互作用可以忽略。把电子作为在三维势箱中运动的粒子,取其势能函数为零,解其Schrodinger方程,再根据势箱的大小和边界条件,求得能级分布。按Pauli原理、能量最低原理、Hund规则将电子排布在相应能级上。OK时,电子填充的最高能级称为Fermi能级(Fermilevel,E)。按自由电子模型可较简单地了解金属键的本质,并探讨它所具有的性质。