Считается, что металлическая связь включает в себя передачу каждым атомом электронов внешней оболочки общей массе электронов, наполняющих всю структуру. Подобным же образом на основе теории молекулярных орбиталей (см. разд. 1.7) может быть получено представление о металлической связи как о наборе орбита-лей, охватывающем комбинации валентных орбиталей отдельных атомов. Возникающие орбитали кристалла образуют типовые наборы связей с дискретной энергией.

Внедрение чужеродных ионов другого размера нарушает закономерное расположение частиц плотноупакованной структуры и, следовательно, разрушает плоскости легкого скольжения. Такие «загрязнения» приводят также к заметному возрастанию твердости, прочности, а иногда и хрупкости металлов, что наблюдается у хорошо известных сплавов. В сплавах вообще происходит беспорядочное обобществление электронов. Если нет необходимости в балансе электронных зарядов у непосредственного окружения атома, то это означает, что уже не требуется сохранения фиксированных соотношений между атомами различного рода, и процесс сплавления может протекать при широко меняющихся пропорциях компонентов. В некоторых случаях, когда доля чужеродных атомов достигает определенного значения, могут возникать интерметаллические соединения, в структуре которых различные виды атомов занимают закономерно расположенные позиции. Когда закономерность таким образом восстанавливается, соединение может стать столь же мягким, как и чистый металл; это наблюдается в сплавах Cu и Au с упорядоченной и неупорядоченной структурой (рис. 1.11).

Рис. 1.11 Кривая изменения твердости сплавов меди и золота, а также зависимость между твердостью и упорядоченностью в пространственном расположении атомов (данные взяты из N. Kurnakow, S. Zemczuzny and M. Zasedatelev, J. Inst. Met. 15: 325, 1916).