金屬鍵合是一種化學鍵合，由傳導電子（以離域電子的電子云的形式）和帶正電的金屬離子之間的靜電吸引力產生。它可以被描述為在帶正電的離子（陽離子）結構之間共享自由電子。金屬鍵合占許多物理性能的金屬，如強度，延展性，熱和電阻率，不透明度，和光澤。

兩種現象的結合產生了金屬鍵：電子的離域化和比離域電子更多的離域能態的可用性。后者可以稱為電子缺陷。

石墨烯是二維金屬鍵合的一個例子。其金屬鍵類似于芳香族鍵合在苯，萘，蒽，卵苯，等

金屬芳香在金屬簇是離域的另一示例中，這段時間通常在三維安排。金屬將離域原理發揮到xxx，可以說金屬晶體代表一個分子，在該分子上所有傳導電子在所有三個維度上都離域。這意味著金屬內部通常無法區分分子，因此金屬鍵既不是分子內也不是分子間。“非分子”可能是一個更好的術語。金屬鍵大多是非極性的，因為即使在合金中，原子的電負性也幾乎沒有區別參與鍵合相互作用（并且，在純元素金屬中，根本沒有）。因此，金屬鍵合是一種極其離域的共價鍵合形式。從某種意義上說，金屬鍵合根本不是一種“新”鍵合類型。它描述的結合僅存在于一大塊凝聚態物質中：無論是結晶固體、液體，還是玻璃。相比之下，金屬蒸氣通常是原子(Hg)或有時包含分子，例如Na2，通過更傳統的共價鍵結合在一起。這就是為什么說單一的“金屬鍵”是不正確的。

離域對于s和p電子最為明顯。銫的離域性非常強，電子實際上從銫原子中釋放出來，形成僅受金屬表面約束的氣體。因此，對于銫而言，由帶負電的電子氣保持在一起的Cs+離子的圖像并非不準確。對于其他元素，電子的自由度較低，因為它們仍然體驗金屬原子的電位，有時非常強烈。它們需要更復雜的量子力學處理（例如，緊密結合），其中原子被視為中性，很像苯中的碳原子。對于d-尤其是f電子，離域化根本不強，這解釋了為什么這些電子能夠繼續作為保持自旋的未配對電子，為這些金屬增加有趣的磁性。

金屬原子相對于它們的周期或能級在它們的價殼中包含很少的電子。他們缺電子元素和公共共享不會改變這一點。可用的能量狀態比共享電子的數量要多得多。因此滿足了對導電性的兩個要求：強離域和部分填充的能帶。因此，這樣的電子可以很容易地從一種能態轉變為一種略有不同的能態。因此，它們不僅變得離域，形成滲透結構的電子海，而且當施加外部電場時，它們還能夠遷移通過結構，導致導電。沒有場，電子在各個方向上均等地運動。在這樣的場內，一些電子會稍微調整它們的狀態，采用不同的波矢量.因此，一種方式的移動比另一種方式多，并且會產生凈電流。

電子遷移的自由也使金屬原子或它們的層能夠相互滑過。在局部，鍵很容易在變形后斷裂并被新鍵取代。該過程不會對公共金屬鍵合產生太大影響，從而產生金屬特有的延展性和延展性。對于純元素尤其如此。在溶解的雜質存在的情況下，通常容易形成的劈裂可能被阻塞，材料變得更硬。例如，純金（24克拉）非常柔軟，這就是為什么在珠寶中首選合金的原因。

金屬通常也是熱的良導體，但傳導電子僅對這種現象有部分貢獻。原子的集體（即離域）振動，即以波形式穿過固體的聲子，是更大的貢獻者。

但是，諸如金剛石之類的導熱性很好的物質不是電導體。這不是金剛石中不存在離域化的結果，而僅僅是碳不缺電子。

電子缺陷對于區分金屬與更傳統的共價鍵很重要。因此，我們應該將上面給出的表達式修改為：金屬鍵是缺電子共價鍵的一種極度離域的公共形式。

移動電荷載體的海洋的存在對產生深遠的影響光學特性的金屬，其可僅通過考慮電子作為一個被理解集體，而不是考慮參與多種常規共價鍵單個電子的狀態。

光由電場和磁場的組合組成。電場通常能夠激發參與金屬鍵合的電子的彈性響應。結果是光子不能穿透金屬很遠，通常會被反射，盡管有些也可能被吸收。這同樣適用于可見光譜中的所有光子，這就是為什么金屬通常呈銀白色或灰色，具有金屬光澤的特征鏡面反射。反射和吸收之間的平衡決定了金屬的白度或灰度，盡管表面失去光澤會掩蓋光澤。銀是一種具有高導電性的金屬，是最白的金屬之一。

值得注意的例外是紅銅色和金黃色。它們顏色的原因是金屬電子可以輕松響應的光頻率有一個上限：等離子體頻率。在等離子體頻率下，自由電子氣的頻率相關介電函數從負（反射）變為正（傳輸）；高頻光子不會在表面反射，也不會影響金屬的顏色。有一些材料，例如氧化銦錫(ITO)，它們是金屬導體（實際上是簡并半導體），其閾值在紅外線中，這就是為什么它們在可見光下是透明的，而在紅外線下卻是良好的反射器。

對于銀，極限頻率在遠紫外線，但對于銅和金，它更接近可見光。這解釋了這兩種金屬的顏色。在金屬表面，會產生稱為表面等離子體的共振效應。它們是傳導電子的集體振蕩，就像電子海洋中的漣漪。然而，即使光子有足夠的能量，它們通常也沒有足夠的動量來啟動漣漪。因此，等離子體很難在塊狀金屬上激發。這就是為什么金和銅看起來像有光澤的金屬，盡管帶有一點顏色。然而，在膠體金中金屬鍵被限制在一個微小的金屬顆粒中，這可以防止等離子激元的振蕩波“逃跑”。因此，動量選擇規則被打破，等離子體共振在綠色中引起極其強烈的吸收，從而產生紫紅色。這種顏色比在染料等中看到的普通吸收要強幾個數量級，后者涉及單個電子及其能態。