金属键合

金属键合是一种化学键合，由传导电子（以离域电子的电子云的形式）和带正电的金属离子之间的静电吸引力产生。它可以被描述为在带正电的离子（阳离子）结构之间共享自由电子。金属键合占许多物理性能的金属，如强度，延展性，热和电阻率，不透明度，和光泽。

两种现象的结合产生了金属键：电子的离域化和比离域电子更多的离域能态的可用性。后者可以称为电子缺陷。

移动电荷载体的海洋的存在对产生深远的影响光学特性的金属，其可仅通过考虑电子作为一个被理解集体，而不是考虑参与多种常规共价键单个电子的状态。

光由电场和磁场的组合组成。电场通常能够激发参与金属键合的电子的弹性响应。结果是光子不能穿透金属很远，通常会被反射，尽管有些也可能被吸收。这同样适用于可见光谱中的所有光子，这就是为什么金属通常呈银白色或灰色，具有金属光泽的特征镜面反射。反射和吸收之间的平衡决定了金属的白度或灰度，尽管表面失去光泽会掩盖光泽。银是一种具有高导电性的金属，是最白的金属之一。

值得注意的例外是红铜色和金黄色。它们颜色的原因是金属电子可以轻松响应的光频率有一个上限：等离子体频率。在等离子体频率下，自由电子气的频率相关介电函数从负（反射）变为正（传输）；高频光子不会在表面反射，也不会影响金属的颜色。有一些材料，例如氧化铟锡(ITO)，它们是金属导体（实际上是简并半导体），其阈值在红外线中，这就是为什么它们在可见光下是透明的，而在红外线下却是良好的反射器。

对于银，极限频率在远紫外线，但对于铜和金，它更接近可见光。这解释了这两种金属的颜色。在金属表面，会产生称为表面等离子体的共振效应。它们是传导电子的集体振荡，就像电子海洋中的涟漪。然而，即使光子有足够的能量，它们通常也没有足够的动量来启动涟漪。因此，等离子体很难在块状金属上激发。这就是为什么金和铜看起来像有光泽的金属，尽管带有一点颜色。然而，在胶体金中金属键被限制在一个微小的金属颗粒中，这可以防止等离子激元的振荡波“逃跑”。因此，动量选择规则被打破，等离子体共振在绿色中引起极其强烈的吸收，从而产生紫红色。这种颜色比在染料等中看到的普通吸收要强几个数量级，后者涉及单个电子及其能态。