金属键（metallic bond）是使金属 原子 结合成金属的相互作用的化学键。金属原子的 电离能 低，容易失去 价电子 而形成 阳离子 和自由电子。在凝聚态金属中，正离子整体共同吸引自由电子而结合在一起。金属键的键长近似等于两金属原子共价半径之和，故它可视为一种高度离域的 共价键 ，但却没有饱和性和方向性。
金属键的显著特征是成键电子可在整个聚集体中流动，这使晶态的金属呈现出特有的属性，如良好的导热性、导电性和 延展性 ，高的热容和 值，以及表面具有特有的金属光泽等。
基本介绍
配合物中
在 配合物 （多聚型）中，为达到18e-，金属与金属间以共价键相连，亦称金属键。
简介
处于凝聚状态的金属 原子 ，将它们的 价电子 贡献出来，作为整个原子 基体 的共有电子。金属键本质上与共价键有类似的地方，只是此时其 散逸层 电子的共有化程度远远大于共价键。这些共有化的电子也称为自由电子，自由电子组成所谓的 电子云 或电子气，在点阵的周期场中按 量子力学 规律运动。而失去了价电子的金属原子成为 阳离子 ，嵌镶在这种电子云中，并依靠与这些共有化的电子的静电作用而相互结合，这种结合方式就称为金属键。例如，铝原子失去它的最外层的3个价电子，而成为由 原子核 和内层电子组成的带有3个正电荷的铝离子。
由于失去的这些 价电子 不再固定于某一 原子 位置，所以，以金属键结合的物质具有很好的导电性能。在外加电压作用下，这些价电子就会运动，并在闭合回路中形成电流。
金属键没有方向性，正离子之间改变相对位置并不会破坏 电子 与正离子间的结合，因而金属具有良好的塑性。同样，金属 阳离子 被另外一种金属正离子取代也不会破坏结合键，这种金属之间溶解的能力（称为固溶）也是金属的重要特性。此外，金属导电性、导热性、紧密排列以及金属正的 电阻 温度系数 都直接起因于金属键结合。
自由电子理论
在金属 晶体 中，自由电子作穿梭运动，它不专属于某个金属 原子 而为整个金属晶体所共有。这些自由电子与全部金属离子相互作用，从而形成某种结合，这种作用称为金属键。由于金属只有少数 价电子 能用于成键，金属在形成晶体时，倾向于构成极为紧密的结构，使每个原子都有尽可能多的相邻原子（金属晶体一般都具有高 配位数 和紧密堆积结构），这样，电子 能级 可以得到尽可能多的 重叠 ，从而形成金属键。
上述假设模型叫做金属的自由电子模型，称为改性 共价键 理论。这一理论是1900年德鲁德（Drude）等人为解释金属的导电、导热性能所提出的一种假设。这种理论先后经过洛伦 茨 （ Lorentz ，1904）和佐默费尔德（ Sommerfeld ，1928）等人的改进和发展，对金属的许多重要性质都给予了一定的解释。如：
1、由于在金属 晶体 中，自由 电子 在金属中作穿梭运动，所以在外 电场 作用下，自由电子定向运动，产生电流。加热时，因为金属 原子 振动加剧，阻碍了自由电子作穿梭运动，因而金属 电阻率 一般和温度呈正相关。
2、当金属晶体受外力作用而变形时，尽管金属原子发生了位移，但自由电子的连接作用并没变，金属键没有被破坏，故金属晶体具有 延展性 。
3、自由电子很容易被激发，所以它们可以吸收在 光电导效应 截止频率 以上的光，并发射各种 可见光 ，所以大多数金属呈银白色。
4、温度是分子平均动能的量度，而金属原子和自由 电子 的振动很容易一个接一个的传导，故金属局部分子的振动能快速地传至整体，所以金属导热性能一般很好。
但是，由于金属的自由电子模型过于简单化，不能解释金属 晶体 为什么有结合力，也不能解释金属晶体为什么有 导体 、 绝缘体 和半导体之分。随着科学和生产的发展，主要是量子理论的发展，建立了 能带理论 。
能带理论
金属键的能带理论是利用 量子力学 的观点来说明金属键的形成。因此，能带理论也称为金属键的量子力学模型，它有5个基本观点：
观点一
为使金属原子的少数 价电子 （1、2或3）能够适应高配位数的需要，成键时价电子必须是“离域”的（即不再从属于任何一个特定的原子），所有价电子应该属于整个金属晶格的原子共有。
观点二
金属晶格中 原子 很密集，能组成许多 分子轨道 ，而且相邻的分子轨道能量差很小，可以认为各 能级 间的能量变化基本上是连续的。
观点三
分子轨道所形成的能带，也可以看成是紧密堆积的金属原子的 电子 能级发生的 重叠 ，这种能带是属于整个金属 晶体 的。例如， 锂 中锂原子的1S能级互相重叠形成了金属晶格中的1S能带，等等。每个能带可以包括许多相近的能级，因而每个能带会包括相当大的能量范围，有时可以高达418 kJ/ 摩尔 。
观点四
按 原子轨道 能级的不同，金属 晶体 可以有不同的能带（如上述金属锂中的1s能带和2s能带），由已充满电子的原子轨道能级所形成的低能量能带，叫做“满带”；由未充满电子的原子轨道 能级 所形成的高能量能带，叫做“ 导带 ”。这两类能带之间的能量差很大，以致低能带中的 电子 向高能带跃迁几乎不可能，所以把这两类能级间的能量间隔叫做“禁带”。例如， 锂 （ 电子层 结构为1s22s1）的1s轨道已充满电子，2s轨道未充满电子，1s能带是个满带，2s能带是个导带，二者之间的能量差比较悬殊，它们之间的间隔是个禁带，是电子不能逾越的（即电子不能从1s能带跃迁到2s能带）。但是2S能带中的电子却可以在接受外来能量的情况下，在带内相邻 能级 中自由运动。
观点五
金属中相邻近的能带也可以互相重叠，如铍（ 电子 层结构为1 s2 2s2）的2s轨道已充满电子，2s能带应该是个满带，似乎铍应该是一个非 导体 。但由于铍的2s能带和空的2p能带能量很接近而可以重叠，2s能带中的电子可以升级进入2p能带运动，于是铍依然是一种有良好导电性的金属，并且具有金属的通性。
根据 能带理论 的观点，金属能带之间的能量差和能带中电子充填的状况决定了物质是导体、非导体还是半导体（即金属、非金属或准金属）。如果物质的所有能带都全满（或最高能带全空），而且能带间的能量间隔很大，这个物质将是一个非 导体 ；如果一种物质的能带是部分被 电子 充满，或者有空能带且能量间隙很小，能够和相邻（有电子的）能带发生重叠，它是一种 导体 。半导体的 能带结构 是满带被电子充满， 导带 是空的，而禁带的宽度很窄，在一般情况下，由于满带上的电子不能进入导带，因此 晶体 不导电（尤其在低温下）。由于禁带宽度很窄，在一定条件下，使满带上的电子很容易跃迁到导带上去，使原来空的导带也充填部分电子，同时在满带上也留下空位（通常称为 空穴 ），因此使导带与原来的满带均未充满电子，所以能导电。
能带理论 也能很好地说明金属的共同 物理性质 。向金属施以外加 电场 时， 导带 中的 电子 便会在能带内向较高 能级 跃迁，并沿着外加电场方向通过晶格产生运动，这就说明了金属的导电性。能带中的电子可以吸收光能，并且也能将吸收的能量又发射出来，这就说明了金属的光泽和金属是 辐射能 的优良反射体。电子也可以传输 热能 ，表明金属有导热性。给金属 晶体 施加 应力 时，由于在金属中电子是离域（即不属于任何一个 原子 而属于金属整体）的，一个地方的金属键被破坏，在另一个地方又可以形成金属键，因此 机械加工 不会破坏金属结构，而仅能改变金属的外形，这也就是金属有延性、展性、可塑性等共同的机械加工性能的原因。金属原子对于形成能带所提供的不成对 价电子 越多，金属键就越强，反应在 物理性质 上 熔点 和 沸点 就越高，密度和硬度越大。
能带理论 对某些问题还难以说明，如某些过渡金属具有高硬度、高熔点等性质，有人认为原子的次 散逸层 电子 参与形成了部分共价性的金属键。所以说，金属键理论仍在发展中。