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原子の配列は、殆どの場合、[[面心立方格子構造]] (fcc)、[[体心立方格子構造]] (bcc)、[[六方最密構造]] (hcp) のいずれかを取り、元素の種類や同じ元素でも状態によってそれぞれの構造となる。この構造はそれぞれ原子充填率が異なり、金属の塑性変形に影響を与える<ref name="osawa1-1" /><ref name="kyutech9">{{cite web|url=http://genkai.matsc.kyutech.ac.jp/information/opencampus/9/index.htm|language=日本語|title=9.金属の不思議|publisher=[[九州工業大学]]マテリアル工学科オープンキャンパス|accessdate=2010-04-17}}</ref>。
[[ファイル:Kinzoku999.jpg|thumb|280px|right|外部の力が加わった際の、イオン結合と金属結合に起こる差異]]
自由電子理論では、金属とは陽子がつくる[[格子]]状[[立体]]の中をは電子が自由に飛び回っている状態 (Drude, 1900)、自由電子の気体の中に鋼体球（陽イオン）が浸かっている状態 (Lorentz, 1923) という表現で、カチオンと[[電子雲]]が結合する様子と自由電子のふるまいを説明した<ref>{{Cite book|和書|date=2005年（初版1982年）|title=リー 無機化学|author=J.D.Lee、浜口博・菅野等 訳|edition=第一版第二十二刷|publisher=[[東京化学同人]]|pages=81|chapter=2.結合と構造 金属中の結合の理論|isbn=4-00-080113-9}}</ref>。この自由電子の存在が金属の特徴をもたらす。物体に外部の力が加わってズレが生じた際、[[イオン結合]]の物質は静電反発が起こり壊れるのに対し、金属は自由電子が取り囲んでいるために結合が安定する<ref name="saitoh1-2">[[#齋藤|齋藤p.32-50 I.金属の化学 2.金属の物理的性質]]</ref>。金属光沢は、自由電子がほとんどの[[可視光]]をはねかえす、実際は自由電子の集団が様々な[[波長]]の光を吸収し再放出するために、全体では反射し光沢を持っている様に見えることによる<ref name="NewtonSP66884-20">{{Cite book|和書|author=編集長：水谷仁|coauthors= |year=2010|title=[[ニュートン (雑誌)|ニュートン]]別冊 完全図解「周期表」第2版|chapter=3.周期表を読み取ろう 金属の性質はなぜ生まれるのか？|pages=56-57|publisher=[[ニュートンプレス]]|location=東京都渋谷区代々木2-1-1新宿マインズタワー|isbn=978-4-315-51876-4}}</ref>。導電性には、[[電荷]]を持つ電子が自由に動き回りながら[[電極]]間に電荷を受け渡すことで寄与している<ref name="NewtonSP66884-20" />。
=== バンド理論における金属 ===
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