Teoria „legăturii metalice”

Metalele au o serie de proprietăţi care le deosebesc net de celelalte substanţe şi anume:
Proprietăţi electrice şi termice - conductibilitatea electrică şi termică foarte bună;
Proprietăţi optice - luciu specific, opacitate;
Proprietăţi mecanice - ductilitate, maleabilitate;
Insolubilitatea în solvenţi, cu excepţia metalelor topite.
Niciuna din teoriile prezentate până acum nu poate explica conductibilitatea electrică a metalelor, astfel încât era nevoie de o altă teorie pentru acest gen de substanţe.
De asemenea, atomii metalelor au în general un număr mic de electroni pe ultimul strat, ei neavând posibilitatea să ajungă la starea stabilă de octet nici prin cedare de electroni, atomii fiind identici, nici prin punere în comun de electroni.
Pentru explicarea proprietăţilor metalelor K.Drude şi H.Lorenz au considerat că reţeaua metalică este constituită din ioni pozitivi, ce se găsesc în noduri, formaţi din atomii ce au pierdut electronii de pe straturile exterioare şi un nor electronic alcătuit din electronii delocalizaţi. Este, de fapt, o legătură de tip ion-electron delocalizat.

Natura „legăturii metalice” este electrostatică, coeziunea reţelei fiind asigurată de atracţia dintre ionii pozitivi din nodurile reţelei şi electronii liberi.
„Legătura metalică” nu este orientată ceea ce permite aşezarea foarte compactă a particulelor constituiente în nodurile reţelei, un argument în favoarea acestei teorii.
Explicarea calitativă a unor proprietăţi ale metalelor este prezentată în continuare:
Conductibilitatea electrică foarte bună este atribuită electronilor liberi care se pot mişca sub acţiunea unui câmp electric extern;
Conductibilitatea termică foarte bună este, de asemenea, atribuită contribuţiei electronilor liberi;
Opacitatea este explicată prin aceea că în substanţele transparente (şi care în acelaşi timp nu conduc curentul electric) electronii sunt localizaţi şi puternic legaţi ceea ce face ca oscilaţiile electromagnetice să fie transmise mai departe prin vibraţii de aceeaşi frecvenţă fără pierdere de energie;
Maleabilitatea şi ductilitatea sunt explicate prin lipsa orientării „legăturii metalice” ceea ce face ca existenţa unor deformaţii traduse prin deplasări ale unor noduri ale reţelei faţă de altele să nu existe influenţe asupra tăriei legăturii;
Existenţa electronilor liberi, ca un „gaz electronic” este susţinută şi de faptul că energia necesară pentru a îndepărta un electron de pe suprafaţa metalului este mai mică decât energia de ionizare. De asemenea, autorii teoriei au putut determina, folosind elemente de teorie cinetico-moleculară pentru „gazul electronic”, raportul dintre conductivitatea electrică şi termică, ce are o valoare aproape constantă indiferent de metal.
Totuşi, teoria nu a reuşit să ofere explicaţii dincolo de nivelul calitativ decât într-un caz, menţionat anterior şi nici să ajute sau să explice variaţia unor proprietăţi ale metalelor.