金属晶体

由金属键形成的晶体，叫做金属晶体。金属键没有方向性。因此在靠金属键结合的金属晶体中，原子（或离子）总是趋向于形成相互配位数高，又能充分利用空间的密堆积方式。由于每个原子的电子云分布基本上呈球形对称，因此可把同一种金属原子看成是半径相等的圆球，每个圆球周围可依几何原理排列尽可能多的邻近圆球（一般是6个，连自己共7个），然后无限延伸出去构成一个密置层。在这个密置层上还可以再叠第二层，……，这样形成等径球的空间密堆积结构。根据金属原子半径大小和密置层的不同堆积方式，可以有以下4种密堆积结构。（1）配位数为12的立方面心最密堆积（A ₁ 型，即重复ABC三层的堆积），空间利用率为74.06％，如Cu副族、Pb、Al、Tl、Ni副族、Sr等。（2）配位数为12的六方最密堆积，空间利用率为74.06％，如钪副族、Be、Mg、Hf、Tc、Re、CO等。（3）配位数为8（或14）的立方体心密堆积，空间利用率为68.02％，如碱金属、V副族、Cr副族、Ti、Zr、Zn、Cd、Ca、Sr、Ba等。（4）配位数为4的金刚石型四面体堆积（A ₄ 型），空间利用率为34.01％，如Si、Ge、Sn等。金属晶体大多数熔点、沸点高，硬度较大，有金属光泽，有良好的导电性、导热性和机械加工性能。大多数金属在温度降低时电阻减小，但即使温度接近绝对零度仍有电阻。目前发现少数金属或合金，当冷到一定的低温时，电阻几乎完全消失，出现超导性能。例如，当温度降到—371℃时，金属汞的电阻完全消失。